얼마전에 지인으로부터 질문 하나를 받았는데...
본인이 일하고 있는 업무가 2차전지 배터리와 관련이 있어서 유관 업체들과 미팅을 하다가 들었다면서
그래핀이라는 것을 아느냐?고...제가 화공 전문이다보니 물어보는데..사실 저도 탄소로 된 물질이라는 정도만 알지
정확한 개념이나 특징,제조방법,용도 등은 잘 모르거등요
해서, 그래핀이 2차 전지와 어떤면에서 관련이 있으며 어떤 장,단점이 있는지 알고 싶습니다.
감사합니다.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.
그래핀 슈퍼커패시터는 에너지 밀도가 280Wh/Kg으로, 현재 상용화된 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지 밀도를 가지고 있다.
이로 기존 배터리 대비 빠른 충ㆍ방전이 가능할 뿐 아니라 수명이 길고 주행거리가 긴 차세대 전기차용 2차 전지(New Energy Pack) 상용화가 앞당겨질 것이란 전망이 나온다.
이온의 화학적 에너지 반응을 이용해 전기를 저장하는 배터리와 달리 커패시터는 전기를 그대로 저장하기에 다른 2차전지와 비교해 출력, 온도, 저장 속도 등에 강점이 있다.
급속 충전을 요구하는 현 전기차 시장에서 리튬 계열의 배터리가 3000회 내외의 충ㆍ방전 횟수와 완충까지 상당한 시간을 필요로 하는 반면, 슈퍼커패시터는 최소 2만 회 이상의 충ㆍ방전 횟수를 가지며 빠른 충전이 가능하다. 또, 슈퍼커패시터는 온도에 대한 특성이 좋아 셀 자체의 폭발 위험이 적다.
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
그래핀은 탄소 원자들이 평면 구조로 배열된 2차원 결정체로, 높은 전도성, 낮은 비중, 높은 인장강도 등의 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특징으로 인해, 그래핀은 2차 전지에서 전극재로 사용될 수 있으며, 높은 전도성으로 인해 전지의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조이다. 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이다. 이 모양을 벌집구조 또는 벌집격자라고 부르기도 한다
그래핀은 2차전지 전극으로 활용한다
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 그래핀(graphene)은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면을 이루고 있는 구조입니다. 각 탄소 원자들은 육각형의 격자를 이루며 육각형의 꼭짓점에 탄소 원자가 위치하고 있는 모양이기 때문에 매우 견고한 구조입니다.
그리고 그래핀은 전기전도성과 열전도성이 매우 우수하며, 높은 비표면적과 우수한 화학적 안정성을 갖고 있어서 2차 전지의 전극재로 사용될 수 있습니다. 특히, 그래핀의 두께가 매우 얇기 때문에 전극 표면적이 크게 증가하고, 충전 및 방전 시의 이온 이동성이 높아져서 전지의 성능이 향상될 수 있습니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
그래핀 생성 과정을 먼저 설명 드리겠습니다.
일반적으로 고순도의 그래핀을 얻기 위해서는 CVD 방법을 사용해야하며, 해당 방법은 고가의 장비가 필요하기 때문에 생성된 그래핀의 가격 역시 비쌉니다. 다만 이 방법을 사용할 경우 고 순도의 그래핀을 얻을 수 있습니다.
가격적인 면 때문에, 흑연으로 부터 간단하게 만들 수 있는 방법을 사용하기도 합니다.
얻는 과정은 흑연에서 부터 그래핀을 산화 시켜 그래핀 옥사이드를 만든 후 다시 환원시켜 그래핀을 얻는 방법입니다.
하지만 생성된 그래핀이 다시 들러붙는 현상 등의 문제가 있습니다.
