지지체, 제1탄소체 및 제2탄소체를 포함하는 구조체; 를 포함하고,상기 제1탄소체의 표면 에너지는 상기 제2탄소체의 표면 에너지보다 크며,상기 구조체는 하층부 및 상층부를 포함하고,상기 하층부는 상기 제1탄소체를 포함하며, 상기 상층부는 상기 제2탄소체를 포함하는, 발전소자.

제1항에 있어서, 상기 발전소자는 이온을 함유하는 유체; 를 더 포함하고, 상기 유체는 상기 하층부에 흡착되는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 제1탄소체 및 상기 제2탄소체는 각각 독립적으로 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide; GO), 환원 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide; rGO) 또는 이들의 기능화(functionalized)체를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 제1탄소체의 표면에너지 및 상기 제2탄소체의 표면에너지의 차는 1 mJ/m2 이상인, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 제1탄소체는 카르복시기(-COOH), 하이드록시기(-OH) 및 카보닐기(-C=O)를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 작용기를 포함하는, 발전소자.

제2항에 있어서,상기 하층부의 표면에는 상기 유체에 의해 발생되는 전기이중층(electric double layer; EDL)이 위치하는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 하층부는 상기 제2탄소체를 더 포함하고, 상기 상층부는 상기 제1탄소체를 더 포함하며,상기 하층부가 포함하는 상기 제1탄소체의 농도는 상기 하층부가 포함하는 상기 제2탄소체의 농도보다 크고,상기 상층부가 포함하는 상기 제2탄소체의 농도는 상기 상층부가 포함하는 제1탄소체의 농도보다 큰, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 구조체가 포함하는 상기 제1탄소체 및 제2탄소체의 중량의 합은 상기 구조체의 전체 중량을 기준으로 30 내지 99 중량%인, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 구조체의 전기전도도는 10-6 내지 104 S/cm인, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 발전소자는 전기에너지를 생성하며, 상기 전기에너지는 직류(direct current; DC) 형태의 전류를 포함하는, 발전소자.

제2항에 있어서,상기 유체는 물(water), 알코올(alcohol)계 화합물, 케톤(ketone)계 화합물, 아민(amine)계 화합물, 유기산(organic acid)계 화합물, 니트릴(nitrile)계 화합물 및 극성 헤테로고리(heterocycle)계 화합물을 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 물질을 포함하는, 발전소자.

제1항에 있어서, 상기 지지체는 나노 클레이(nano clay)를 포함하는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 지지체는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 핵토라이트(hectorite), 마가다이트(magadite), 케냐이트(kenyaite), 카올린나이트(kaolinite), 사포나이트(saponite), 바이델라이트(beidelite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermicullite), 팽윤성 운모(mica), 합성 운모(synthetic mica), 카네마이트(kanemite), 스멕타이트(smectite), 일라이트(illite), 클로라이트(chlorite), 무스코바이트(muscovite), 파이로필라이트(pyrophyllite), 안티고라이트(antigorite), 해록석(glauconite), 질석(vermiculite), 세피올라이트(sepiolite), 이모골라이트(imogolite), 소복카이트(sobockite), 나크라이트(nacrite), 아녹사이트(anauxite), 견운모(sericite), 레디카이트(ledikite), 온석면(chrysotile) 및 안티고라이트(antigorite)를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 물질을 포함하는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 구조체는 다공성(porosity) 구조를 포함하는, 발전소자.

제1항에 있어서,상기 상층부의 말단 및 상기 하층부의 말단에 각각 제1전극 또는 제2전극이 더 위치하는, 발전소자.

(S1) 지지체, 탄소체 및 용매를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계;(S2) 지지체, 탄소체 및 용매를 포함하는 혼합물의 상기 용매를 제거하여 구조체를 제조하는 단계; 및(S3) 지지체 및 탄소체를 포함하는 구조체의 일부를 산화 또는 환원시키는 단계; 를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 단계를 포함하고,상기 (S3) 단계의 산화 또는 환원으로 인하여 상기 구조체가 상기 탄소체로부터 유래된 상기 산화 또는 환원이 수행되지 않은 제1탄소체; 및 상기 탄소체로부터 유래된 상기 산화 또는 환원이 수행된 제2탄소체; 를 포함하는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 (S3) 단계의 산화 또는 환원은 광열처리(photothermal treatment)로 수행되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제17항에 있어서,상기 광열처리를 수행하는 광원의 세기는 0.01 내지 10 W/cm2인, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 (S2) 단계의 용매의 제거는 동결건조를 포함하여 수행되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 탄소체는 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide; GO), 환원 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide; rGO) 또는 이들의 기능화(functionalized)체를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 제1탄소체 및 상기 제2탄소체는 각각 독립적으로 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide; GO), 환원 그래핀 옥사이드(reduced graphene oxide; rGO) 또는 이들의 기능화(functionalized)체를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 지지체는 나노 클레이(nano clay)를 포함하는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 지지체는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 핵토라이트(hectorite), 마가다이트(magadite), 케냐이트(kenyaite), 카올린나이트(kaolinite), 사포나이트(saponite), 바이델라이트(beidelite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermicullite), 팽윤성 운모(mica), 합성 운모(synthetic mica), 카네마이트(kanemite), 스멕타이트(smectite), 일라이트(illite), 클로라이트(chlorite), 무스코바이트(muscovite), 파이로필라이트(pyrophyllite), 안티고라이트(antigorite), 해록석(glauconite), 질석(vermiculite), 세피올라이트(sepiolite), 이모골라이트(imogolite), 소복카이트(sobockite), 나크라이트(nacrite), 아녹사이트(anauxite), 견운모(sericite), 레디카이트(ledikite), 온석면(chrysotile) 및 안티고라이트(antigorite)를 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 물질을 포함하는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 혼합물이 포함하는 상기 지지체의 농도는 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 5 wt%인, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 혼합물이 포함하는 상기 탄소체의 농도는 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 wt%인, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제16항에 있어서,상기 혼합물이 포함하는 지지체의 농도에 따라 상기 (S3) 단계의 산화 또는 환원되는 구조체의 일부의 부피가 조절되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.

제18항에 있어서,상기 광원의 세기에 따라 상기 (S3) 단계의 산화 또는 환원되는 구조체의 일부의 부피가 조절되는, 발전소자용 구조체의 제조방법.