Effects of post-annealing atmospheres on the supercapacitive performance of the tungsten oxide nanostructures

by Minji Yeo (MS Candidate)

Friday Nov 12, 2021, 2:30 PM → 3:00 PM Asia/Seoul

206호 (제1과학관)

수열합성법을 이용하여 나노와이어와 성게 모양의 나노구조를 갖는 텅스텐 산화물을 합성하였다. 합성된 시료를 이용하여 각각의 다른 조건에서 후열처리를 진행하고 온도와 가스분위기에 따른 나노구조물의 모양과 상변이를 조사하였다. FE-SEM 을 이용하여 모폴로지 변화를 관찰하였고 X-선 회절 분석을 통해 상변이를 조사하였다. 고온에서 열처리가 진행된 텅스텐산화물의 상변화가 발생함을 관찰하였고 특히 공기하에 열처리를 진행한 경우 구조가 급격하게 변화하였다. 가장 높은 온도인 500 도에서 공기중에 열처리를 진행하였을때 텅스텐산화물의 모폴로지 변화가 발생하고 다른 열처리 조건의 경우 모폴로지를 그대로 유지하였다.

X-선 광전자 분광법을 이용하여 각각의 시료들에 대한 텅스텐 이온종의 비율을 비교하였고 Raman 분광법을 이용하여 열처리를 진행한 샘플들의 진동특성을 관찰하였다. 산소가 결핍된 환경인 아르곤과 수소 분위기에서 열처리를 진행한 경우 격자결함이 더 많음을 알 수 있었다.

또한 합성된 시료와 각각 다른 분위기에서 후열처리를 진행한 시료들을 전극재료로 사용하여 작동전극을 제작하여 전기화학적 특성을 비교하였다. 순환 전압전류법과 정전류 충방전법을 이용하여 비 정전용량 방전시간을 측정하였다. 나노와이어와 나노얼친 각각 300 도와 400 도에서 수소 분위기에서 열처리를 진행한 텅스텐 산화물을 전극물질로 이용했을 때 가장 높은 비 정전용량값과 가장 긴 방전시간이 측정됨을 알 수 있었고이로 인해 가장 우수한 슈퍼 캐패시터 성능을 가짐을알 수 있었다.

 

Supervisor: Prof. Dohyung Kim