일반기술

금속산화물 함유 나노활성탄소섬유의 제조방법 및 그로부터 수득되는 나노활성탄소섬유를 이용한 슈퍼 캐패시터용 전극

□ 기술개요해당 기술은 고분자용액에 금속산화물의 분말을 첨가하여 방사조성물을 만들고, 이를 나노섬유로 방사한 후, 수득되는 나노섬유를 안정화, 탄화 및 활성화시켜 슈퍼 캐패시터용의 전극 등으로 사용하기에 적절한 전기적 특성을 갖도록 한 금속산화물 함유 나노활성탄소섬유의 제조방법 및 그로부터 수득되는 나노활성탄소섬유를 이용한 슈퍼 캐패시터용 전극에 관한 것으로서, (1) 폴리아크릴로니트릴(PAN ; POLYACRYLONITRILE), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA ; POLYMETHYLMETHACRYLATE), 폴리에틸렌옥사이드(PEO ; POLYETHYLENE OXIDE), 폴리비닐디플루오라이드(POLYVINYL DIFLUORIDE), 폴리피롤(POLYPYRROLE) 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유기고분자물질 7.5 내지 15중량%를 디메틸포름아미드(DMF ; DIMETHYLFORMAMIDE), 테트라하이드로퓨란(THF ; TETRAHYDROFURAN), 감마부티로락톤(GBL ; Γ-BUTYRORACTONE), N-메틸피롤리돈(N-METHYL PYRROLIDONE), 톨루엔(TOLUENE), 아세톤(ACETONE), 디메틸아세트아미드(DMAC ; DIMETHYL ACETAMIDE) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 용매 85 내지 92.5중량%에 용해시켜 고분자용액을 수득하는 용해단계; (2) 이산화망간(MNO2), 산화루테늄(RUO2), 이산화티탄(TIO2), 산화이리듐(IRO2), 산화탄탈륨(TAO2) 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속산화물 8 내지 20중량%를 상기 고분자용액에 분산시켜 방사용액을 수득하는 분산단계; (3) 상기 방사용액을 방사시켜 나노섬유를 수득하는 방사단계; (4) 상기 나노섬유를 질소분위기 하에서 700 내지 900℃의 온도범위로 30 내지 90분 동안 가열, 탄화시켜 나노탄소섬유를 수득하는 탄화단계; 및 (5) 상기 나노탄소섬유에 수증기를 공급하면서 700 내지 900℃의 온도범위로 50 내지 70분 동안 가열시켜 나노활성탄소섬유를 수득하는 활성화단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. □ 기술의 특징(1) 폴리아크릴로니트릴(PAN | Polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA | Polymethylmethacrylate), 폴리에틸렌옥사이드(PEO | Polyethylene oxide), 폴리비닐디플루오라이드(Polyvinyl difluoride), 폴리피롤(Polypyrrole) 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 유기고분자물질 7.5 내지 15중량%를 디메틸포름아미드(DMF | Dimethylformamide), 테트라하이드로퓨란(THF | Tetrahydrofuran), 감마부티로락톤(GBL | γ-butyroractone), N-메틸피롤리돈(N-Methyl pyrrolidone), 톨루엔(Toluene), 아세톤(Acetone), 디메틸아세트아미드(DMAc | Dimethyl acetamide) 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 용매 85 내지 92.5중량%에 용해시켜 고분자용액을 수득하는 용해단계| (2) 이산화망간(MnO2), 산화루테늄(RuO2), 이산화티탄(TiO2), 산화이리듐(IrO2), 산화탄탈륨(TaO2) 들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속산화물 8 내지 20중량%를 상기 고분자용액에 분산시켜 방사용액을 수득하는 분산단계| (3) 상기 방사용액을 방사시켜 나노섬유를 수득하는 방사단계| (4) 상기 나노섬유를 질소분위기 하에서 700 내지 900℃의 온도범위로 30 내지 90분 동안 가열, 탄화시켜 나노탄소섬유를 수득하는 탄화단계| 및 (5) 상기 나노탄소섬유에 수증기를 공급하면서 700 내지 900℃의 온도범위로 50 내지 70분 동안 가열시켜 나노활성탄소섬유를 수득하는 활성화단계|를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 금속산화물 함유 나노활성탄소섬유의 제조방법.