프로젝트 소개
본 과제는 전극과 전해질이 만나는 계면에서 형성되는 복잡계 전기이중층을 정밀하게 이해하고 제어하여, 물을 기반으로 작동하는 고성능 에너지저장장치를 개발하는 연구임. 전기이중층은 전기를 저장하고 반응을 일으키는 핵심 영역으로, 그 구조와 특성에 대한 이해가 에너지저장장치 성능 향상에 중요한 기반이 됨.
연구 목표는 복잡계 전기이중층의 구조와 특성을 규명하고 핵심 영향인자 및 상호관계를 도출하여 새로운 이론과 표준 모델을 확립하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 미세기공과 탄소미세구조, 표면특성이 제어된 다차원 탄소 전극 소재 설계, 전극-전해질 계면 분석 시스템 최적화, 전하수송체와의 상호작용 규명, 복잡계 전기이중층 멀티스케일 전산모사 방법론 확립 및 전기화학 반응 경로·속도 제어 기술 개발임. 이를 바탕으로 수계전해질과 리튬금속음극을 활용한 친환경 하이브리드 커패시터를 개발하여 기존 제품 대비 3배 이상 높은 에너지밀도와 2배 이상 높은 출력 밀도 확보가 기대됨. 휴대용 전자기기, 드론, 전기자동차 및 ESS 적용과 차세대 배터리 기술의 국산 경쟁력 강화가 기대됨.