이온 전도성 고분자 복합물 기반 에너지 하베스팅 소재의 수중 발전 성능 평가에 관한 연구

Q: 이 논문에서 정의한 이온전도성 고분자 복합물(IPCLC)이란 무엇인가?

이온전도성 고분자 복합물(IPCLC)은 이온 전도성 고분자 필름인 Nafion에 CNT-graphene 기반의 전도성 페이스트를 전극 재료로 사용하여 제작된 에너지 하베스팅 필름이다. 이는 기존 백금 전극 기반의 IPMC를 대체하며, 해양 환경에서 내구성을 가지면서도 효율적인 전력 생산이 가능하도록 고안된 비용 효율적인 소재이다.

Q: CNT-graphene 기반 IPCLC의 수중 발전 성능은 기존 IPMC와 비교하여 어떠한가?

연구 결과, CNT-graphene 기반의 IPCLC는 1.5Hz 이하의 주파수 대역에서 기존 백금 기반 IPMC 전력 생산량의 약 60% 수준을 보인다. 비록 IPMC보다 낮은 전력 생산량을 보이지만, 제작 과정이 단순하고 비용이 절감되어 대면적 제작에 유리하므로 실제 해양 적용 시 효율적인 방법이 될 수 있다.

박기원; 김동현

doi:10.7849/ksnre.2015.09.11.3.37

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저자정보: 박기원 (영산대학교) 김동현 (영산대학교)

저널정보: 한국신재생에너지학회 신·재생에너지 신재생에너지 제11권 제3호

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Electroactive polymers (EAPs) generate electric energy when subjected to various mechanical stimuli. Among EAPs, Ionic Polymer-Metal Composite (IPMC) has been applied to a wide variety of environmental conditions for the purpose of energy harvesting. IPMC consists of an ion conductive membrane plated with metallic electrodes on both surfaces. Since IPMC is soft and hydrophilic, it has the potential to be applied to ocean wave energy harvesting. However the fabrication cost of IPMC is relatively high, as platinum is usually used as the electrode material and the electrode plating procedure is complex, resulting in the difficulties of large scale implementation in energy harvesting applications. In this paper, a cost effective fabrication method for energy harvesting film, using the ion conductive film, Nafion® and Carbon Nano Tube (CNT)-graphene based conductive paste as the electrode material, is presented. The energy generation characteristics of the fabricated Ionic Polymer-Conductive Layer Composite (IPCLC) was tested and compared with the performance of Pt electrode based IPMC using a wave simulator. The results reveal that the energy generated using IPCLC is about 60% that generated using IPMC.

#Ion Conductive Polymer(이온전도성 고분자) #Energy Harvester(에너지 획득 소자) #Wave Energy(파동 에너지) #CNT-Graphene Based Conductive Complex(CNT-Graphene 기반 전도성 복합물)

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