| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | Fabrication and Performance Optimization of Transparent and Flexible Ionic Liquid-based Triboelectric Generator |
| 초록 | 많은 연구에서 웨어러블 디스플레이 및 센서를 위한 새로운 재료와 미세 구조를 개발하여 발전을 개선하는 데 중점을 두었습니다. 지금까지 기존의 배터리 기반 웨어러블 시스템 작동을 대체하는 문제를 해결하기 위해 크게 개선되었습니다. 마찰전기 현상은 외부의 기계적 움직임으로 인해 서로 다른 두 면의 마찰을 통해 전기적으로 대전되는 접촉 유도 대전입니다. 마찰전기 효과를 통해 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하기 위해 마찰전기 발전기 (TENG)가 사용될 수 있다는 것이 잘 연구되어 있습니다. 설계된 TENG 및 주변 에너지 시스템을 통해 자체 구동 식 유연한 전자 장치, 사물 인터넷 (IoT), 건강 관리 애플리케이션, 다기능 센서 시스템 및 웨어러블 디스플레이를 구현할 수 있습니다. 본 실험에서는 유연한 에너지 원천을 위한 이온 겔 마찰 층을 기반으로 한 고성능 투명 TENG를 소개합니다. 현재까지 이온 겔이 높은 정전 용량 (＞15μF/cm2)으로 전기 이중층 (EDL)을 형성하는 것이 확인되었습니다. TENG 작동 중에 고밀도 전기 이중층 (EDL)을 생성하여 이전보다 향상된 표면 전하 밀도와 함량 대비 높은 전압 및 전류를 생성할 수 있는 고분자 이온 겔 유전체 층을 설계하였습니다. 간단한 과정을 통해 진행이 가능한 용액 공정을 이용하여 고분자 열 에폭시 폴리머(DGEBA)와 전하 캐리어 밀도를 증가시키기 위해 투명하고 유연한 [EMIM][TFSI]의 이온성 액체와 조합하였습니다. 이온성 액체의 20wt% 함량에서 가장 좋은 특성을 보였으며 (20V, 5µA) 전력밀도의 경우 약 5배이상 증가와 20개의 녹색LED를 켜는 것을 통해 TENG 소자의 실용성 또한 확인하였습니다. 투명하고 유연한 박막을 통해 얻은 TENG 작동에 대한 전기적, 광학적 특성을 얻었으며, 이온성 함량에 따른 일관성 있는 결과와 필름의 플랙서블한 특성으로 인해 향후 웨어러블 소자에 응용가능성을 보였습니다. |
| 저자 | 김재균1, 김영균2 |
| 소속 | 1한양대, 2나노광전자학과 |
| 키워드 | Energy harvesting; Triboelectricity; MIM capacitor; Ion-gel; Thermal curable polymer |
