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dc.contributor.advisor 이성원 -
dc.contributor.author Yeonghun Yun -
dc.date.accessioned 2020-06-22T16:02:02Z -
dc.date.available 2020-06-22T16:02:02Z -
dc.date.issued 2020 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/common/orgView/200000283089 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/11987 -
dc.description Flexible and sustainable devices, Energy storage devices, Graphene based electrodes, Micro-supercapacitors -
dc.description.abstract Energy storage devices serve as power banks for various electronic devices and can be utilized in all situations regardless of location and time. However, the existing power sources like conventional batteries have low output power, lack of portability, and hazardous explosives. In this respect, the researchers are actively focusing on flexible, wearable, cost-effective, safe, and eco-friendly energy storage devices with considerable features.
In recent years, the supercapacitors, an electrochemical device stores electrical energy through electro chemical charge-discharge mechanism, have received great attention as suitable power storage devices. These supercapacitors possess high output power and long-life span since their functionalities depend on the physical adsorption-desorption of ions on the surface of electrodes. The usage of composites and tailoring of structural features prominently improving the performance of devices and thus, it is attracting more attention as a burning task. In order to increase the energy storage capacity of supercapacitors, the researchers have been adopted vari-ous methodologies and realized significant devices. However, the adopted methodologies so far not reached the expected goals due their limitations in terms of the complicated synTheses and structural improvements. Further, they also require expensive equipment or many processing steps.
In this direction, we have developed efficient supercapacitors by designing a simple and cost-effective methodology. For this we have used a low-cost spray system and thermal evaporation technique. Using this scalable process, we are able to fabricate supercapacitors even on highly flexible surfaces. The supercapacitors developed on flexible substrates are tested to explore the mechanical impact on the charging and discharging performances. From this work, we are able to produce flexible, scalable supercapacitors with micro-level thickness.
On the other hand, fabricated supercapacitors can be integrated with other electronic or biological devices due to their portability and compatibility along with low-temperature processability. Further, the outcomes of our work undoubtedly open new pathways in energy storage device technology and also provide solutions for various bottleneck problems in scientific technology. By taking all these points into account, we strongly believed that these flexible, high-performance supercapacitors can definitely contribute to the improvement of portability and wearability of sustainable devices in future industries.
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dc.description.statementofresponsibility prohibition -
dc.description.tableofcontents Ⅰ. Introduction 1
1.1 Energy storage systems 1
1.2 Supercapacitors 3
1.2.1 Classification 3
1.2.2 Working principle 3
1.2.3 Trends in graphene-based supercapacitor 5
Ⅱ. Experimental procedure 9
2.1 Fabrication of supercapacitors 9
2.2 Device characterization 14
2.2.1 Electrical measurements 14
2.2.2 Morphology studies 14
2.2.3 Optical measurements 14
2.2.4 Electrochemical measurements 15
2.2.5 Mechanical measurements 15
Ⅲ. Results and discussion 17
3.1 Deposition dependent mSC properties 17
3.1.1 Deposition temperature 18
3.1.2 Spray pass number 22
3.1.3 Substrate 24
3.2 Interdigitated pattern dependent mSC characteristics 27
Ⅳ. Conclusions 33
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dc.format.extent 51 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.title Fabrication of flexible and highly performing graphene-based supercapacitors through spray coating process -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/Theses.200000283089 -
dc.description.alternativeAbstract 에너지 저장 장치는 다양한 전자 장치의 전원 역할을 하며 위치와 시간에 관계없이 모든 상황에서 활용할 수 있습니다. 그러나 기존 배터리와 같은 기존 전원 공급 장치는 낮은 출력 휴대성 부족 및 폭발 위험이 존재합니다. 많은 연구원들은 이러한 문제를 인식하고 유연하고 착용 가능하며 효율적인 비용과 더불어 안전하고 친환경적인 에너지 저장 장치 개발에 적극적으로 집중하고 있습니다.
최근, 에너지 저장장치 중 전기 화학적 충방전 메카니즘을 통해 전기 에너지를 저장하는 슈퍼캐패시터가 적합한 에너지 저장 장치로서 큰 관심을 받고 있습니다. 슈퍼캐패시터는 그 기능이 전극 표면상의 이온의 물리적 흡착 탈착에 의존하기 때문에 높은 출력과 및 긴 수명을 갖습니다. 이중 복합 재료의 사용 이나 구 조적 변화는 장치의 성능을 현저히 향상시켜 많은 관심을 끌고 있습니다. 이를 바탕으로 많은 연구원들은 슈퍼캐패시터의 에너지 저장 용량을 늘리기 위해 다양한 방법을 시도하고 있으나 지금까지의 방법들은 복잡한 합성 과정 및 구조적 한계가 존재합니다. 또한 고가의 장비 또는 많은 처리 단계가 필요로 됩니다.
이러한 부분에서, 본 연구는 간단하고 비용 효율적인 방법론을 고안하여 고성능의 슈퍼캐패시터를 개발했습니다. 우리는 저비용의 스프레이 장치와 더불어 간단한 열처리 방식을 사용했 습니다. 확장 가능한 공정을 사용하여 유연하고 고성능의 슈퍼캐패시터를 제조할 수 있습니다. 유연한 기판에서의 제작을 통해 외부의 힘에도 소자의 충방전 성능이 유지됨을 확인했습니다. 이와 같은 효율적인 공정을 통해 마이크로 단위 두께의 유연하고 확장 가능하며 환경 친화적인 슈퍼캐패시터를 생산할 수 있습니다.
다른 한편으로, 제작된 슈퍼캐패시터는 저온 가공성과 함께 휴대성 및 호환성으로 인해 다른 전자 또는 생체 장치와 통합될 수 있습니다. 또한, 저희 연구 결과는 에너지 저장 장치 기술의 새로운 방향을 제시하여 현대 과학 기술이 당면한 다양한 문제에 대한 솔루션을 제공할 것 입니다. 이러한 모든 점을 고려함으로써, 우리는 이러한 유연하고 고성능의 슈퍼캐패시터가 미래 산업에서 지속 가능한 장치의 휴대성 및 내구성 향상에 기여할 수 있다고 확신합니다.
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dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Emerging Materials Science -
dc.contributor.coadvisor Changsoon Choi -
dc.date.awarded 2020-02 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.citation XT.MM 윤64 202002 -
dc.date.accepted 2020-01-20 -
dc.contributor.alternativeDepartment 신물질과학전공 -
dc.embargo.liftdate 2023-01-02 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Yun, Yeonghun -
dc.contributor.affiliatedAuthor Lee, Sungwon -
dc.contributor.affiliatedAuthor Choi, Changsoon -
dc.contributor.alternativeName 윤영훈 -
dc.contributor.alternativeName Sungwon Lee -
dc.contributor.alternativeName 최창순 -
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Department of Physics and Chemistry Theses Master

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