준고체 전해질을 사용한 전기변색소자의 제조 및 전기화학적 분석

국문 초록 (Abstract)

플렉서블 전기변색소자(Flexible Electrochromic device, ECD)의 구현을 위한 최우선 과제라 할 수 있는 준 고체 전해질을 합성하였다. 이 연구에서는 액체 전해질을 사용하는 기존 방식의 전기변색소자와의 전기화학적 비교를 통하여 액체 전해질과 준 고체 전해질에서 각각의 전하 이동에 따른 전기변색 특성에 대하여 알아보았다.
Acetonitrile과 3-methoxy propionitrile를 1:1로 혼합한 용액에 Poly( methyl-methacrylate)(이하 PMMA)를 0.065 mM 농도로 첨가하여 높은 점도를 확보하고 LiClO₄를 0.25 M 농도로 첨가하여 준 고체 전해질을 완성한다. 이온의 확산과 관련한 비교를 위하여 전극의 pore가 큰 수백 nm-size의 입자와 Dyesol사의 입자를 작업 전극으로 사용하고, 전해질은 액체와 준 고체 전해질을 사용하였다.
우리는 준 고체 전해질을 사용한 경우 전극의 입자가 큰 전기변색 소자의 발색 속도 및 탈색 속도가 빠르다는 것을 확인 하였다. 또한 준 고체 전해질을 사용하였을 때 동일한 인가전압 하에서 더 높은 대조비를 나타내는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A novel electrochromic device (ECD) based on nanocrystalline titania electrode anchored with organic electrochromophores draws great attention as a new type of display or smart window with high contrast and fast response time. In the present work, the trend of ion diffusion was investigated for the quasi-solid electrolyte of the ECD.
The spherical TiO₂ nanostructures with the size of 300 nm were synthesized by hydrothermal reaction of the stabilized titanium alkoxide with methylamine in ethanol/acetonitrile. The 9 μm-thick TiO₂ films with high porosity and surface area were derived from the suspension of the 300 nm-sized TiO₂ nanostructures by screen printing technique. Quasi-solid electrolyte was prepared from mixture of PMMA and ACN/methoxy-propionitrile.
The fabricated quasi-solid state ECD revealed faster bleaching time than liquid type ECD. Moreover, it showed considerably deeper blue color, compared to the ECD derived from 20 nm-sized TiO₂ nanoparticles.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 (Introduction) = 1
• Ⅱ. 본론 = 6
• 1. 실험 (Experiment) = 6
• 1.1 Preparation of quasi-solid electrolyte = 6
• 1.2 TiO₂ working electrode = 6
• 1.3 Synthesis of viologen = 6
• 1.4 Sb doped SnO₂ counter electrode = 7
• 1.5 Fabrication of electrochromic device = 7
• 2. 실험 분석 장비 (Analysis equipment) = 9
• 3. 결과 및 토의 (Result & Discussion) = 10
• 3.1 TiO₂ 전극의 특성 평가 = 10
• 3.2 준 고체 전해질 디바이스의 전기화학적 분석 = 12
• 3.3 작업 전극의 size에 따른 pore 효과 = 16
• Ⅲ. 결론 (Conclusion) = 26
• Ⅳ. 참고문헌 (Reference) = 27