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김종휘,Kim, Jong-Huy 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.1
전기 에너지를 가장 직접적으로 저장하는 기기로써 우리는 흔히 전지(battery)와 콘덴서(condenser)를 생각한다. 산업혁명 이후 과학과 기술의 엄청난 발전에 따라 여러 분야에서 다양한 문명이기의 개발과 활용이 있어왔지만 우리 생활에 밀접히 활용되고 있으며 각종 전기전자 시스템의 핵심 구성품인 이러한 전지나 콘덴서의 기술 발전 속도는 다른 분야에 비하여 상대적으로 뒤쳐진 상황이라고 볼 수 있다. 그러나 최근 10여년 동안 괄목할 만한 소재기술의 발전에 힘입어서 재래식의 콘덴서는 물론 니켈수소전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등과 같은 최신형 2차전지들 조차도 갖지 못하는 장수명, 고출력 특성을 갖는 새로운 형식의 전기에너지 저장장치인 '전기화학커패시터(electrochemical capacitor)'의 개발이 실현되고 있다. 이에, 본 고에서는 전기화학커패시터에 대한 기본적인 이해와 이의 최신기술 동향에 대하여 간략히 소개하기로 한다. In general, the battery and the(electric) condenser are pictured as electrical energy storage devices. Although there were lots of inventions and utilizations of morden conveniences according to enormous growth of the science and technologies after the Industrial Revolution, a speed of technology development on these devices being closely used in civilized human lives and many electric or electronic systems as a core component are relatively slower to the other fields of technologies. Nevertheless, based on a remarkable progress of the material science and technologies for the last ten years, a new type of electrical energy storage device so called as 'electrochemical capacitors' are being developed and used practically. The electrochemical capacitors exhibit their own characteristics of much enhanced capacitance over the conventional condensers and also distinctively exhibit a longer lift time and higher power capability that the nickel hydrogen batteries and secondary batteries such as lithium ion and polymer batteries does not show up so for. Hence, in this paper, it is intended to introduce a fundamental understanding and updated technology trends on the electrochemical capacitors.
김종휘,진창수,신경희,이미정,Kim, Jong-Huy,Jin, Chang-Soo,Shin, Kyoung-Hee,Lee, Mi-Jung 한국전기화학회 2003 한국전기화학회지 Vol.6 No.2
전기이중층 축전용량(electric double layer capacitance)과 유사축전용량(pseudo-capacitance)을 함께 갖는 하이브리드 전기화학 축전기에 대한 연구를 수행하였다. 양극은 $Ni(OH)_2$ 활성탄소가 복합된 전극을 사용하였으며 음극은 활성탄소를 활물질로 사용하므로써 비대칭 전극 구조를 갖는다. 셀 실험을 위하여 $5\times5cm^2$ 크기인 전극을 제작 사용하였다. Cyclic voltammetry측정 및 교류 임피던스 측정실험을 통하여 각각의 셀들이 갖는 전기화학적 거동을 조사하였고 충 방전 실험을 통하여 양극과 음극의 최적 질량비를 조사하였다. A hybrid electrochemical capacitor having both characteristics of electric double layer capacitance and pseudo-capacitance was studied throughout cell tests. Asymmetric electrodes with $Ni(OH)_2/activated$ carbon based positive electrode and activated carbon based negative electrode were used in preparing test cells of $5\times5cm^2$. Cyclic voltammetry measurements and impedance measurements were conducted to understand electrochemical behavior of each electrode. To find an optimal mass ratio of negative to positive electrode, charge-discharge cycle tests were also performed.
박호철,노근애,김종휘,고장면,Park Ho Chul,Noh Kun Ae,Kim Jong Huy,Ko Jang Myoun 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.3
정전류법으로 다양한 전해용액에서 제조한 Polypyrrole(PPy) 필름의 캐페시턴스 특성을 cyclic voltammetry 기법을 이용하여 조사하였다. 0.5M $LiClO_4/PC(propylene carbonate)/AN(acetonitrile)$ 혼합용액에 $10\%$의 수분을 첨가한 전해질에서 제조한 PPy필름이 가장 큰 401 F/g의 커패시턴스를 나타내었다. 또한 0.5M $LiClO_4\;AN에\;10\%$의 수분을 혼합한 전해질에서 제조한 PPy필름은 2000회의 충방전에서 초기용량의 $70\%$를 나타내었다. 제조된 PPy필름의 케폐시턴스 특성은 사용된 용매에 크게 의존함을 알 수 있었다. Electro-conducting Polypyrrole(PPy) films were Prepared by applying constant current in various electrolytes solutions and their capacitance properties were investigated using cyclic voltammetry. Capacitance values were strongly dependent on the electrolytes solution used in electrochemical polymerization. PPy prepared in PC/AN mixture solution containing 0.5M $LiClO_4$ with small amount water showed 401 F/g and that electrogenerated in $AN/H_2O$ mixture solution containing 0.5M $LiClO_4$ retained $70\%$ of initial capacitance after 2000 cycles.
자외선 조사에 의한 고체 고분자 전해질의 제조와 이를 채용한 활성탄 수퍼커패시터의 전기화학적 특성
원정하,김용주,이영기,김광만,김종휘,고장면,Won, Jung Ha,Kim, Yong Joo,Lee, Young-Gi,Kim, Kwang Man,Kim, Jong Huy,Ko, Jang Myoun 한국전기화학회 2013 한국전기화학회지 Vol.16 No.2
이온성 액체 전해질염 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ($EMIBF_4$)과 용매 acrylonitrile (ACN) 및 propylene carbonate (PC)와 각각 혼합한 용액에 poly(ethylene glycol)diacrylate (PEGDA)를 45-60 wt.% 첨가하고 자외선 조사를 통해 경화시켜 고체 고분자 전해질 필름을 제조하였다. 이 고체 고분자 전해질 필름을 분리막으로 채택하고 활성탄 전극을 사용하는 수퍼커패시터를 제조하여 그 전기화학적 특성을 사이클릭 볼타메트리와 임피던스 방법으로 조사하였다. 결과적으로 PEGDA를 45 wt.% 첨가하여 제조한 고체 고분자 전해질 필름을 채택한 경우가 스캔속도 $20mVs^{-1}$에서 $46Fg^{-1}$의 가장 우수한 축전용량을 나타내는데, 이것은 PEGDA의 저함량 때문에 상대적으로 자외선 경화가 약하게 진행되어 고분자 전해질 필름의 유연성이 충분히 확보되므로 필름 내 이온전도가 가장 활발히 진행될 수 있었기 때문이다. Solid polymer electrolyte films are prepared by ultraviolet radiation in the mixtures of an ionic liquid salt (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, $EMIBF_4$) and solvent (acetonitrile (ACN) or propylene carbonate(PC)), and an oligomer (poly(ethylene glycol)diacrylate, PEGDA, 45-60 wt.%). Electrochemical properties of activated carbon supercapacitors adopting the solid polymer electrolyte films as a separator are also examined by cyclic voltammetry and impedance measurement techniques. As a result, the supercapacitor adopting the PEGDA as much as 45 wt.% exhibits a superior capacitance of $46Fg^{-1}$ at $20mVs^{-1}$. It seems that this is due to fast kinetics of ion conduction by sufficient film flexibility, which can be allowed by comparatively weak ultraviolet curing of small anount of the PEGDA.
송기창(Ki Chang Song),김종휘(Jong Huy Kim),성재석(Jae Suk Sung) 한국화학공학회 1997 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.35 No.3
SnO₂ powder was prepared by calcination of the stannic acid precipitated from SnCl₄· 5H₂O aqueous solution by the precipitation method. The effects of calcination temperature and precipitation pH were investigated on the properties of SnO₂ powder. The stannic acid showed the decrease of specific surface area due to the release of absorbed water and structural water with the increase of calcination temperature and was crystallized to SnO₂ powders at 600 ℃, which were composed of very fine particles with 0.04-0.05 ㎛ in diameter. On the other hand, the variation of precipitation pH in 4-12 pH range did not show a big difference in the specific surface area and particle size of SnO₂ powders.