유연 텍스타일 전극·Li-S 양극·바이오연료전지의 계면 공학 기반 에너지 소자

Interface-engineered flexible textile electrodes, Li-S cathodes, and biofuel cells

연구 내용

섬유 기반 전극에서 구성요소 간 계면 상호작용을 설계하고, Li-S 반응 전극과 바이오연료전지 매개층을 포함한 에너지 소자의 성능과 안정성을 동시에 개선하는 연구

섬유 기반 에너지 전극은 전도성과 유연성, 다공성, 전해질 접촉성이 함께 요구됩니다. 본 연구는 구성요소의 계면 상호작용을 기반으로 전도성 나노입자 조립과 전착을 설계하여, 섬유의 절연 특성을 전도성 네트워크로 전환하는 접근을 수행합니다. 또한 carbothermal reaction 기반 초고밀도 나노입자 코팅으로 Li-S 반응의 유효 면적과 반응 안정성을 높이는 방향으로 연구를 진행합니다. 더 나아가 바이오연료전지에서는 electron transfer를 강화하는 매개층과 다중 상호작용 조립을 적용하여 효소 전극 및 GOx/GOx 계면에서의 전자 전달 저항을 낮추는 전략을 적용합니다.

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연구 흐름

초기에는 섬유 에너지 전극에서 전도성 형성 과정이 성능에 미치는 영향을 정리하고, 계면 상호작용 기반 조립 및 전착 전략이 전기적 네트워크와 표면적을 동시에 제공할 수 있음을 검토했습니다. 이후에는 구체 소재로 확장하여 Li-S용 초고밀도 나노입자 코팅에서 반응 활성화와 코팅 구조의 역할을 carbothermal reaction 관점에서 구현했습니다. 동시에 바이오연료전지에서는 전자전달을 강화하는 매개층을 구성요소 간 다중 상호작용 방식으로 설계하고, 효소-계면의 전자 전달 특성을 개선하는 방향으로 성능 향상을 도출했습니다. 최근에는 텍스타일 전극의 공정 접근을 보다 체계화하여 차세대 유연 에너지 저장 적용 가능성을 넓히고 있습니다.

활용 가능성

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

유연 텍스타일 슈퍼커패시터 전극
리튬-황 배터리 양극용 나노코팅
전착 기반 섬유 도전 네트워크
전자전달 매개층 기반 바이오연료전지
GOx 기반 효소 전극 계면 설계
다공성 전극의 전해질 젖음 개선
고표면적 전극 구조 최적화
섬유 기반 웨어러블 에너지 저장
반응성 코팅 기반 셀 성능 안정화
계면 공학 기반 전극 성능 스크리닝