MXene 기반 유연 마이크로 슈퍼커패시터 및 웨이퍼 스케일 미세공정 연구

MXene-based flexible micro-supercapacitors and wafer-scale microfabrication

연구 내용

MXene 전극을 사용하여 미세구조를 형성하고 고내구성 유연 슈퍼커패시터를 구현하는 연구

본 분야는 MXene 전극이 갖는 고이온/고전도 전기화학 특성을 미세구조 공정과 결합하여 유연 마이크로 슈퍼커패시터를 구현하는 데 집중합니다. 대면적 제작을 고려해 웨이퍼 스케일 나노패터닝과 스케일업 가능한 전극 형성 공정을 적용하고, 침적/집적 공정 변수 제어를 통해 전극 밀도와 계면을 최적화합니다. 또한 에너지 저장 거동을 기반으로 정전기성·의사축전성(protonation/adsorption kinetics) 변화가 유발하는 정량 신호를 센싱으로 전환하는 방향으로 연구를 확장합니다. 결과적으로 반복 구동과 굽힘 조건에서도 성능 유지가 가능하도록 구조-기능을 연동하는 차별성을 보유합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기 연구는 MXene 기반 유연 마이크로 슈퍼커패시터를 스케일 가능하게 제작하는 방향으로 진행되었습니다. 이후 2022년 이후에는 액적/침적 기반 전극 형성에서 기계적 내구성과 부피 정전용량을 동시에 확보하는 공정 최적화로 확장되었습니다. 2024년에는 초고안정성 전극을 얻기 위한 공정 접근으로 전극 증착/적층의 재현성을 강화하고, 8-inch 수준 제조 조건에서 성능과 내구성을 유지하는 제작 솔루션을 제시했습니다. 또한 2024년에는 에너지 저장 동역학 변화가 만드는 신호 변조를 활용해 의사축전성 센싱과 스트레인 감지로 기능을 확장하는 연구를 수행했습니다.

활용 가능성

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

웨어러블 에너지 저장소자
굽힘 내구성 마이크로 전원
고집적 전자피부용 전력 모듈
변형 기반 스트레인 감지 센서
의사축전성 기반 다기능 인터페이스
공정 호환형 웨이퍼 스케일 제조
소형화 전력 관리 모듈
환경 노출 대응 유연 전극 설계
고속 응답의 전기화학 기반 트랜스듀서
로보틱스용 소형 전원 및 센싱 결합형 소자