기술 발전의 속도가 가속화됨에 따라 전기 에너지 저장의 역할은 점점 더 중요해지고 있다. 다양한 저장 솔루션 중 슈퍼커패시터는 상당한 주목을 받고 있다. 높은 출력 밀도, 빠른 충·방전 능력, 긴 수명 주기와 같은 독특한 특성은 슈퍼커패시터를 기존 배터리에 대한 유망한 대안으로 자리매김하게 한다. 본 연구는 단일 단계 수열 합성(single-step hydrothermal) 방법을 이용하여 산화니켈(NiO)과 산화니켈/산화그래핀(NiO/GO) 복합체를 합성하고, 이들의 슈퍼커패시터 전극 재료로서의 잠재력을 평가하고자 하였다. 합성된 NiO, 그래핀 산화물(GO), NiO/GO 복합체는 결정 구조 및 화학적 결합을 분석하기 위해 X선 회절(X-ray diffraction, XRD), 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 사용하여 종합적으로 특성 분석을 수행하였다. XRD 분석은 GO 도입 후에도 변화 없이 마름모꼴(rhombohedral) 결정 구조를 갖는 NiO 상의 형성을 확인하였다. SEM 분석에서는 구형의 NiO 입자 형성과 NiO/GO 복합체의 다공성 형태가 관찰되었으며, 이 역시 구형의 형상을 나타내었다. GO는 무작위로 배열된 주름진 판상 구조를 보였다. 전기화학 분석 결과, NiO/GO 복합체는 전류 밀도 1 A g -1 에서 893 F g -1 의 현저한 비정전용량을 나타내어 NiO와 GO 단독보다 우수하였고, NiO/GO가 슈퍼커패시터 응용에 대해 유망한 성능을 보임을 입증하였다. Nyquist plot으로부터 도출된 전하 전달 저항은 전하 전달 저항의 감소가 향상된 정전용량에 크게 기여했음을 시사한다. 또한 5 A g -1 에서 5,000 사이클 이상의 추가 안정성 연구를 통해 초기 비정전용량의 85% 유지율이 확인되어, GO 포함이 장기 성능을 향상시키기 위한 재료 유지 특성의 장점을 제공함을 확인하였다. NiO/GO//활성탄(AC) 구성의 전극을 이용하여 조립한 비대칭 슈퍼커패시터(ASC)는 전류 밀도 0.5 A g -1 에서 획득한 비정전용량 77.8 F g -1 을 나타내었다.

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