폐바이오매스 기반 탄소 소재 합성 및 에너지 저장 전극 연구

Waste Biomass-Derived Carbon Materials for Energy Storage Electrodes

연구 내용

폐차·커피 부산물을 전구체로 하여 탄소화 공정으로 기공/결정구조를 제어하고, 이를 전기화학 전극으로 적용하여 에너지 저장 성능을 확보하는 연구

바이오매스 폐자원을 탄소 전구체로 활용하여 수열 탄소화 및 탄소화 조건을 조절하고, 활성화 탄소 또는 흑연화된 다공성 탄소를 제조합니다. 전구체의 고유 섬유상 구조와 무기/유기 성분을 탄소 골격과 기능기에 반영하여 전극용 다공성 구조를 형성하고, 전기화학적 이온/전자 거동에 영향을 주는 표면 특성을 평가합니다. 이를 통해 슈퍼커패시터 전극의 장주기 전하 저장과 사이클 안정성 확보에 집중합니다. 공정은 폐자원 처리와 소재화의 연결을 목표로 구성됩니다.

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연구 흐름

초기에는 폐차 부산물과 폐커피 슬러지를 탄소 전구체로 전환하는 탄소화 및 활성화 절차를 설정하고, 제조된 탄소의 다공성 및 전기화학적 반응성을 확인하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 수열 기반 재활용 공정을 통해 고분자/섬유성 원료가 탄소 구조로 전환되는 과정과 전극 성능의 상관관계를 정리했습니다. 최근에는 전극의 장기 구동 조건에서 나타나는 용량 유지 특성을 평가하고, 폐자원 유래 탄소가 에너지 저장 소재로 활용되는 범위를 확장하는 연구로 이어졌습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

슈퍼커패시터 전극 소재
장주기 에너지 저장 모듈
폐바이오매스 탄소화 공정 최적화
전기화학 셀 전극 설계
다공성 탄소 기반 흡착/전극 복합소재
ESG 연계 폐자원 가치화
전도성 탄소 나노구조 제어
탄소 재활용 기반 전극 제조
전극 소재의 성능 열화 메커니즘 분석
에너지 저장용 저비용 전극 공급망