구조적 파워 복합재는 전기 에너지를 저장하면서 동시에 기계적 하중을 지지하는 다기능 재료이다. 본 연구에서는 탄소 섬유(CF) 토우에 탄소 슬러리를 혼입함으로써 구조적 파워 복합재용으로 기계적으로 견고하면서도 전기화학적으로 높은 성능을 갖는 전극을 제시한다. 탄소 슬러리는 전기화학적 이중층 충전을 위한 활성 물질로 활성탄, 전기적 경로를 위한 카본 블랙, 그리고 이중층 슈퍼커패시터에서 통상적으로 사용되는 구성 성분인 결합제로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)로 이루어졌다. 용매로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 사용하였다. 탄소 슬러리의 조성을 조절하여 박리 테스트를 통해 전극 재료와 CF 사이의 결합 강도를 평가한 뒤, 해당 전극 재료의 비정전용량을 단위 중량당 기준으로 정량하기 위해 순환전압전류법을 수행하였다. CF 전극은 슬러리 내 NMP 용매의 양을 조절하여, CF 토우 내부에 슬러리 구성 성분이 균일하게 침투되고 코팅되면서도 전극 재료 함량이 높도록 하여 제작하였다. 제작된 전극은 폴리비닐 알코올(PVA) 겔 전해질(아세트산칼륨 포함)로 이를 코팅한 다음, 이러한 전극 두 개를 샌드위치 형태로 적층하여 구조적 슈퍼커패시터를 제조하는 데 사용하였다. 제조된 슈퍼커패시터는 비정전용량 24 F g^−1 및 인장강도 약 390 MPa를 나타내었다. 또한 슈퍼커패시터의 직렬 및 병렬 연결을 수행함으로써 전극의 전압 및 출력의 확장 가능성을 입증하였다.

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