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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 59, Number 1
JKCSEZ 59(1)
February 20, 2015 

 
Title
Layer-by-Layer Self-Assembled Multilayer Film Composed of Polyaniline, Graphene Oxide, and Phytic Acid for Supercapacitor Application

슈퍼커패시터 활용성 자가조립된 폴리아닐린, 그래핀 옥사이드 그리고 피트산으로 구성된 다층 초박막
Author
Myungsup Lee, Jong Dal Hong*

이명섭, 홍종달*
Keywords
슈퍼커패시터, 층상자가조립법, 사중층 필름, 화학적 환원법, 초박막 필름 제작 , Supercapacitor, Layer-by-layer self-assembly, Tetra-layered film, Chemical reduction, Ultrathin film fabrication
Abstract
본 논문은 layer-by-layer 자가조립법을 이용해서 polyaniline(PANi), graphene oxide(GO) 및 phytic acid(PA)으로 구성된 (PANi/GO/PANi/PA)10 다층을 제작하고, 전기화학적 방법을 활용하여 GO를 ERGO으로 환원하여 완성된 (PANi/ERGO/PANi/ PA)10 다층 필름 전극의 전기화학적 특성을 분석하였다. 특히 이 과정에 다층 필름 전극 내에서 고리형 다인산 화합물 나노 입자가 PANi을 도핑함과 동시에 전극 내부에 다공성과 표면적을 높여서 (PANi/ERGO)20 전극의 용적 커패시턴스를 개선할 수 있는 지를 조사하였다. 다층 필름 전극의 전기화학적 특성은 1 M H2SO4 전해질 하에서 삼 전극 시스템을 이용하여 측정되 었다. 그 결과, (PANi/ERGO)20 전극은 1 A/cm3 전류밀도에서 666 F/cm3의 용적 커패시턴스을 보여주었고, (PANi/ERGO/PANi/ PA)10 전극은 769 F/cm3에 해당되는 개선된 용적 커패시턴스를 보여주었다. 또한 1000 사이클 이후에도 초기 커패시턴스의 79.3%의 순환 안정성을 유지하였다. 이와 같이 공액성 구성성분들이 서로 포개져서 밀집되게 형성된 (PANi/ERGO)20 전극 내 부에 고리형 다인산 화합물 나노입자를 이용한 구조변환을 통해서 전극의 전기화학적 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

This article describes synthesis and electrochemical properties of layer-by-layer self-assembled multilayer film composed of polyaniline (PANi), graphene oxide (GO) and phytic acid (PA), whereby the GO was electrochemically reduced to ERGO, resulting in (PANi/ERGO/PANi/PA)10 film electrode. Especially, we examined the possibility to improve the volumetric capacitive property of (PANi/ERGO)20 film electrode via combining a spherical hexakisphosphate PA nanoparticle into the multilayer film that would dope PANi properly and also increase the porosity and surface area of the electrode. The electrochemical performances of the multilayer film electrodes were investigated using a three-electrode configuration in 1 M H2SO4 electrolyte. As a result, the (PANi/ERGO)20 electrode showed the volumetric capacitance of 666 F/cm3 at a current density of 1 A/cm3, which was improved to the volumetric capacitance of 769 F/cm3 for the (PANi/ERGO/PANi/PA)10 electrode, in addition to the cycling stability maintained to 79.3% of initial capacitance after 1000 cycles. Thus, the electrochemical characteristics of the (PANi/ERGO)20 electrode, which was densely packed by π-π stacking between the electron-rich conjugate components, could have been improved through structural modification of the multilayer film via combining a spherical hexakisphosphate PA nanoparticle into the multilayer film.

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