수분 증발에너지 하베스트 장치를 위한 바이오매스 활성탄의 전기화학적 특성 분석

김사명1, 비라이시트1, 최준원1

(1서울대학교 국제농업기술대학원)

Investigation on Electrochemical Property of Biomass-Derived Activated Carbon for Water Evaporation Energy Harvest Device

Sa-Myeong Gim1, Vilaysit Thithai1, Joon Weon Choi1

(1Graduate School of International Agricultural Technology, Seoul National University)

요약: 바이오매스 활성탄은 다양한 농업활동에서 발생하는 부산물을 사용하여 제조되는 탄소중립적, 친환경 소재이다. 최근 탄소나노 소재를 수분의 증발에너지를 수확하는 시스템의 연구에 사용하면서 다양한 탄소 소재가 친환경 에너지 하베스팅 소재로 주목받고 있다. 그리하여 이 연구에서는 수분 증발에너지 하베스팅 장치의 제조를 위해 다양한 조건(활성탄 제조 온도, 분쇄 시간, 산 처리 여부)에서 생산된 바이오매스 활성탄의 전기화학적 특성을 조사하였다. 장치의 성능에 영향을 미치는 인자로 활성탄의 작용기, 비표면적, 기공의 크기, 활성탄 표면의 제타포텐셜, C/H/O의 원소비, 활성탄입자크기 등을 선정하고 분석하였으며 제조된 장치의 전압, 전류, 에너지 발생 시간은 항온/항습 환경에서 측정되었다.

Abstract: Biomass-derived activated carbon (Bio-AC) is a carbon-neutral, environmental-friendly material produced through various by-products generated from agricultural activities. In recent years, research on energy harvesting technology for converting moisture evaporation energy into electric energy using carbon nanomaterials has been actively conducted. In this study, the electrochemical properties of activated carbon materials produced from various conditions (carbonization temperature, milling time, acid treatment) for water evaporation power generators (WEPG) were investigated. As factors affecting the performance of the device, functional groups of activated carbon, specific surface area, pore size, the zeta potential of the AC surface, element ratio of C/H/O, AC particle size were selected and analyzed. The voltage, current, and energy generation time of the manufactured device were measured in a constant temperature/humidity environment.