맥신이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 기반 복합 발전기

Abstract

본 발명의 실시예들은 극성 용액을 MXene층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 복합 발전기에 적용하여 고효율의 발전이 가능한 신개념 복합 발전기 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로 MXene층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 기반 전기 에너지 생성 장치는 침지 공정(dipping process)을 통해 MXene 입자들을 친수성 섬유 멤브레인의 섬유 가닥 표면에 균일하게 도포하여 MXene층을 형성한다. 극성 용액을 MXene층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인과 연결된 두 전극 중 한 전극이 연결된 영역에만 떨어뜨려 비대칭적인 용매의 젖음(wetting)에 의해 형성되는 전위 차를 이용하여 전기 에너지를 발생된다. 넓은 표면적과 높은 극성 용매 흡수력을 갖는 친수성 섬유 멤브레인은 MXene 입자를 최대한 넓은 면적으로 도포할 수 있게 하고 극성 용매를 오랜 시간 흡수할 수 있어, 극성 용매와 MXene 입자 간의 전기 이중층 및 전위 차를 효율적으로 장시간 형성할 수 있다. 특히 적은 양(0.25 ml)의 극성 용매를 MXene층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 기반 전기 에너지 생성 장치의 표면에 떨어뜨리는 행위만으로 1시간 이상 전기 에너지를 생성 가능하다. MXene층이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 기반 전기 에너지 생성 장치는 적층, 직렬, 병렬의 형태로 전압 및 전류를 증가시킬 수 있다. 이렇게 생성된 직류 형태의 전력은 슈퍼캐패시터에 저장되어 고전력의 전자기기에 사용될 수 있다.