In parallel with increasing populations and developing civilizations, due to the depletion of fossil fuel sources, the humanity undergoes severe energy crisis. There has been great interest in developing and refining more efficient energy harvesting and conversion systems. Among the diverse energy storage devices, supercapacitors, has grasped many attentions continuously due to their high power densities and reversibility with various applicable area including portable electronics and hybrid vehicles. Especially, graphene has been graphene has grasped huge attention due to its advantages such as high electrical conductivity, large surface area, modifiability of morphology and structure. In this study, we investigate and develop graphene-based electrode materials in supercapacitors by studying doping of heteroatom, structural modification and controlling condition of electrolyte to enhance capacitive performance which refers to capacitance and stability of supercapacitors.
인류는 인구 증가와 문명의 발달로 인한 석탄, 석유, 그리고 천연 가스와 같은 화석 연료의 용량의 한계로 인하여 에너지 부족이라는 큰 문제에 직면해 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 효율적으로 에너지를 수확 및 전환하는 시스템이 대두되고 있다. 다양한 에너지 저장 및 전환 매체 중에서도 슈퍼캐패시터는 높은 출력 밀도, 가역성, 그리고 다양한 분야에의 적용 가능성으로 각광받고 있다. 그래핀은 그 자체의 높은 전기 전도성, 넓은 표면적, 구조 변형의 용이성 등의 다양한 장점으로 인하여 슈퍼캐패시터 전극 물질로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 그래핀을 이용하여 슈퍼캐패시터의 성능, 즉, capacitance와 stability, 을 증가시키기 위하여 이종 원소의 도핑, 구조적인 변형, 그리고 슈퍼캐패시터 전해질의 조건 조절과 같은 다양한 방법을 사용하여 높은 성능을 갖는 슈퍼캐패시터를 개발하기 위한 연구를 다루고자 한다.