이온 액체를 이용한 탄소 나노 섬유의 기능화

원심 스피닝은 조절 가능한 형태와 구조를 가진 나노 구조 전극을 설계하기 위한 유망한 기술입니다. 탄소 나노 섬유는 높은 전기 전도성, 높은 다공성 및 큰 층간 간격 때문에 나트륨 이온 배터리(SIB)와 슈퍼커패시터의 음극으로 일반적으로 사용됩니다. 여기에서 빠르고 안전한 원심 스피닝 및 열처리를 통해 탄소 나노 섬유를 제작하기 위한 용이하고 저렴한 전략을 제시합니다. 또한, 이온 액체를 사용하여 삼중 도핑을 수행하여 SIB 및 슈퍼커패시터용 탄소 나노 섬유 전극의 전기화학적 특성을 추가로 향상시켰습니다. 삼중 도핑된 탄소 나노 섬유(TDCNF)의 형태는 주사전자현미경(SEM) 및 터널링 전자현미경(TEM)을 사용하여 연구되었습니다. SEM EDX 이미지에서 이종 원소 도핑이 확인되었습니다. TDCNF의 XRD 패턴에서 더 큰 층간 간격이 관찰되었습니다. 바인더가 없는 자립형 TDCNF 전극은 CNF 전극(150 mAh/g)에 비해 100 mA/g에서 350 mAh/g 이상의 높은 가역 용량과 200 주기에서 우수한 사이클 안정성을 제공했습니다. TDCNF는 두 전극 슈퍼커패시터에도 사용되었으며 약 225 F/g의 높은 용량이 10,000 주기에서 우수한 용량 유지력과 함께 관찰되었습니다. 이 연구는 다양한 에너지 저장 응용 분야에 적용할 수 있는 조절 가능한 형태와 다양한 조성을 가진 탄소 나노 섬유를 준비하는 유망한 방법을 보고합니다.