Currently, human society faces serious environmental challenges due to the use of fossil fuels. Renewable energy, which is regarded as a way to replace fossil fuels, is difficult to supply continuously, so research into systems that can electrochemically convert and store energy is ongoing. Moreover, the storage of hydrogen energy has also been recognized as superior alternatives to fossil fuels. A metal-organic framework, a type of porous material, is gaining attention in the area of energy storage because it can be converted into porous carbons with a controlled pore structure through a carbonization procedure, which allows for the transport and adsorption of gases or ions. A metal azolate framework, a kind of of the metal-organic frameworks, was selected as a starting material to prepare highly porous materials with doped heteroatom; the performances of the developed carbons as sodium-ion hybrid capacitor electrodes and hydrogen storage materials are discussed in this dissertation.
현재 인류 사회는 화석 연료의 사용으로 인한 심각한 환경 문제에 직면해 있습니다. 화석 연료를 대체하기 위한 방안으로 여겨지는 재생에너지의 경우 지속적인 공급이 어렵고, 따라서 생산된 전기를 전기화학적으로 변환 및 저장할 수 있는 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 전기화학적 에너지 저장 외에도 수소 에너지 저장 또한 화석 연료의 대체제로서 대두되고 있습니다. 다공성 물질 중 하나인 금속 유기 구조체는 열분해 과정을 통해서 기공구조가 제어된 탄소 소재로 전환될 수 있고, 이는 이온 혹은 가스의 이동 및 흡착에 용이하기 때문에 에너지 저장 분야에서 각광받고 있습니다. 본 학위논문에서는 금속 유기 구조체 중 하나인 금속 아졸레이트 구조체를 이종 원자가 도핑된, 우수한 다공성 탄소 소재를 제조하기 위한 물질로서 선정하였고, 개발된 탄소의 소듐 이온 하이브리드 커패시터 전극 및 수소 저장 물질로서의 특성을 다루고자 합니다.
