포플러 계층 다공성 탄소 기반 슈퍼커패시터

본 연구는 재생 가능한 바이오매스에서 유래한 지속 가능한 탄소 전극 물질 개발을 목표로 합니다. 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 속성수인 포플러 목재를 탄소 전구체로 활용하여, 수열 전탄화 및 템플릿 활성화 공정을 통해 계층 다공성 탄소 소재(CW-3.5Y2)를 합성했습니다. 이 소재는 풍부한 계층 기공과 높은 중간 기공률(최대 62.92%)을 특징으로 합니다. 환경 친화적인 LiCl/ZnCl2 염을 템플릿으로 사용하여 탄소 물질의 내부 기공 구조를 미세하게 조절함으로써 반응 중 기공 붕괴를 최소화했습니다. 또한, 고온 탄화 및 활성화 과정을 통해 탄소 물질의 다공성을 향상시키고 비축전 용량을 효과적으로 개선했습니다. 그 결과, CW-3.5Y2 전극은 0.25 mA g−1의 전류 밀도에서 101.41 F g−1의 뛰어난 비축전 용량을 나타냈습니다. 10,000회 충방전 주기 후에도 초기 용량의 96.7%를 유지하여 탁월한 주기 안정성과 전반적인 전기화학적 성능을 입증했습니다. 본 연구는 바이오매스 유래 다공성 탄소 물질을 제조하는 효율적이고 간단한 방법을 제시하며, 슈퍼커패시터 분야에서의 잠재적 응용 가능성을 보여줍니다. 이는 목재를 고성능 에너지 저장 물질로 효과적으로 전환할 수 있음을 시사합니다.