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Improvement of Electrochemical Performance of Heated Tobacco Waste-based Carbon Material via O2 Plasma Treatment
산소 플라즈마 처리를 통한 궐련형 담배 폐기물 기반 탄소의 표면 개질 및 전기화학적 성능 개선
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- 발행기관
- 한국도시환경학회 바로가기
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- 간행물
- 한국도시환경학회지 KCI 등재후보 바로가기
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- 통권
- VOL.23 No.3 통권 제66호 (2023.09)바로가기
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- 페이지
- pp.61-68
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- 저자
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- 언어
- 한국어(KOR)
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- URL
- https://www.earticle.net/Article/A435812
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원문정보
초록
- 영어
- An oxygen (O2) atmospheric plasma treatment is employed to carbon precursor to enhance the hydrophilicity and wettability. The plasma-treated carbon is then applied as active materials for supercapacitor electrode to enhance the specific capacitance. First, tobacco leaves are separated from heated tobacco waste, followed by washing and drying process. The subsequent carbonization under nitrogen atmosphere is performed to obtain carbonized tobacco leaves (CTL). The O2 plasma treatment is employed on as-synthesized CTL to provide hydrophilic functional groups which enhances the wettability. In a three-electrode system, CTL treated with a plasma power of 120W for 30 s exhibits 1.5-fold higher specific capacitance compared to CTL without a treatment of plasma, owing to the improved adhesive property with the electrode. As a result, a O2 plasma treatment have increased the specific capacitance of CTL, suggesting the facile method to enhance the electrochemical performance of carbonized materials synthesized from biomass wastes.
- 한국어
- 본 연구에서는 대기중에서 산소 플라즈마 처리를 통해 궐련형 전자담배 폐기물의 담뱃잎으로 제조한 탄소 물질의 친 수성과 전극과의 표면 접착성을 향상시키고자 하였으며, 슈퍼커패시터 전극용 활물질의 비정전용량을 향상시키고자 하 였다. 먼저, 궐련형 담배 폐기물에서 담뱃잎을 분리하여 세척 공정과 건조를 진행하고, 질소 환경에서 탄화를 통해 슈퍼 커패시터용 탄소 물질을 제조하였다. 추가적인 전기화학적 성능 향상을 위해 탄소 물질에 산소 플라즈마 처리를 진행하 여 물질의 표면에 친수성기를 부여하여 젖음성을 향상시키고자 하였다. 제조한 탄소 물질을 슈퍼커패시터 전극용 활물질 로 제조 후 3전극 테스트를 통한 전기화학 성능 측정을 진행하였으며, 산소 플라즈마의 120W 파워에서 약 30초간 표면 처리를 진행한 탄소 기반의 전극이 플라즈마 처리를 하지 않은 탄소 기반의 전극보다 약 1.5배 높은 비정전용량이 측정 되었다. 이는 산소 플라즈마 처리를 통해 탄소 물질 표면에 친수성기를 부여하여 젖음성을 향상시켜 전극과의 표면 접착 성이 향상되었기 때문이다. 본 실험을 통해 산소 플라즈마 처리를 진행하여 궐련형 전자담배의 폐기물에서 수거한 담뱃 잎 기반의 탄소 물질의 전기화학적 성능을 증가시켰으며, 바이오매스로 제조한 물질의 기존 성능을 간단한 방법으로 향 상시킬 수 있는 방안에 대해 제시하였다.
목차
Abstract
요약문
I. 서론
II. 재료 및 방법
1. 사용 시약
2. 궐련형 담배 폐기물의 수거 및 탄소 물질 제조
3. 플라즈마 처리를 통한 담뱃잎 기반 탄소 물질의 표면처리
4. 플라즈마를 처리한 담뱃잎 기반 탄소 물질의 물리화학적 특성 분석
5. 전극의 제조 및 전기화학적 성능 분석
III. 결과 및 고찰
1. 플라즈마를 처리한 담뱃잎 기반 탄소 물질의 물리·화학적 특성
2. 플라즈마를 처리한 담뱃잎 기반 탄소 물질의 전기화학적 특성
IV. 결론
사사
References
키워드
산소 플라즈마 처리 궐련형 전자담배 폐기물 슈퍼커패시터 친수성 표면 개질 O2 plasma treatment Heated tobacco waste Supercapacitor Hydrophilicity Surface modification저자
간행물 정보
발행기관
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- 발행기관명
- 한국도시환경학회 [The Korean Society of Urban Environment]
- 설립연도
- 2001
- 분야
- 공학>환경공학
- 소개
- 산업화와 도시 집중화 및 교통의 증가에 따른 각종 공해 물질의 증가에 의하여 우리들이 살고 있는 도시환경은 오염되고 있을 뿐만 아니라 도시 생태계가 파괴되어 가고 있다. 이에 따라 우리들의 생산활동이나 공공교통 그리고 일상생활에서 발생하는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 폐기물, 소음 및 진동 그리고 그 밖의 오염원으로부터 발생되는 오염물질 등은 인간의 건강 및 생명에 유해하며 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 이를 방지하기 위한 시급한 대처가 요구된다. 이러한 시대적 요청에 따라 본 한국도시환경학회는 도시환경과 관련된 모든 문제를 조사연구함으로써 도시환경학문의 발전과 응용 및 보급에 기여하고 나아가 사회 발전에 이바지함을 목적으로 설립되었다.
간행물
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- 간행물명
- 한국도시환경학회지 [Journal of the Korean Society of Urban Environment]
- 간기
- 계간
- pISSN
- 1598-253X
- 수록기간
- 2001~2026
- 십진분류
- KDC 539 DDC 628
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