초소형 전력공급장치를 위한 고성능 마이크로커패시터 신제품신기술2015. 6. 30. 13:57
미세전자기계시스템(Microelectromechanical Systems, MEMS) 및 전자기기의 소형화는 산업적으로 생산이 가능한 높은 효율의 신뢰성 있는 소형 전원공급장치에 대한 수요를 가속화시켰다. 일본 도호쿠대학(Tohoku University) 산하 WPI-AIMR(WPI Advanced Institute for Materials Research)의 연구원들은 현존하는 MEMs 가공기술을 사용해 뛰어난 에너지 및 전력밀도를 가지는 마이크로크기의 유사커패시터(Micro-sized Psuedocapacitor, MPC)를 개발했다. 이런 기기는 MEMs 가공을 통해 제조되기 때문에, 기존의 전자회로 기술에 바로 접목시킬 수 있으며 안정적인 초소형 전력공급칩(On-chip Micro Power Supplies)으로 사용하는데 적절하다.
마이크로커패시터(Microcapacitor)는 이산화망간(Manganese Oxide, MnO2)이 도금된 나노다공성 금으로 구성된 8개의 핀들이 맞물린 전극 2개로 구성돼 있으며, 전해질에 담겨 있다. 이 기기는 수용성 LiCl, 고체, PVC-LiCl 하이드로겔 고분자 및 이온성 액체 기반의 ionogel이라는 여러 가지 전해질 상에서 테스트됐으며, 기존의 탄소/그래핀 기반의 마이크로슈퍼커패시터(Micro-supercapacitor, MSC)에 비해 각 경우 모두 우수한 성능을 보였다. 또한, 모든 경우에서 탄소 기반의 마이크로슈퍼커패시터보다 훨씬 높은 정전용량(Mapacitance)을 나타냈다. 수용성 전해질로 채워진 MPCs에 비해 ionogel로 채워진 MPC의 경우 정전용량이 감소하지만, 동작전압이 크게 증가하기 때문에 에너지 밀도는 훨씬 높은 것으로 평가됐다.
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