In this study, hollow carbon/FeOOH hybrid composites were fabricated. Hollow carbon was prepared via modified Stober reaction, vapor thermal deposition, and etching SiO2. The FeOOH was introduced to hollow carbon by hydrothermal method. The oxygen functional groups on hollow carbon shell provide anchoring sites for the deposition of FeOOH. The structural and composition of as-prepared samples were characterized by transmission electron microscopy, field emission scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and thermogravimetric analysis. The hollow carbon/FeOOH composites exhibit enhanced electrochemical performance relative to pristine hollow carbon and FeOOH electrodes, attributed to the high conductivity, short diffusion pathway for electrolyte ions, and high pseudocapacitive contribution. The proposed hybrid composites may be potentially useful for the fabrication of high-performance electrodes.

본 연구에서는 hollow carbon/FeOOH 하이브리드 복합체를 제작하였다. Hollow 카본은 변형된 스토버법, thermal vapor deposition, SiO2 에칭 등의 방법을 이용하여 제작되었다. hollow 카본 표면에 있는 산소 작용기들이 FeOOH가 수열방식으로 합성될 때 정착지를 제공하므로 선택적으로 hollow 카본 표면에 도입되었다. 제작된 샘플들의 구조 및 조성은 투과전자현미경, 전계방사형 주사전자현미경, X-선 회절계, X선 광전자 분광법, 열 중량 분석등을 이용하여 분석하였다. Hollow carbon/FeOOH 복합체는 기존 hollow 카본과 FeOOH 전극보다 상대적으로 향상된 전기화학적 성능을 발휘하였으며, 이는 높은 전기전도도, 전해질이온의 확산진로(diffusion passway) 감소, FeOOH의 의사커패시턴스 기여라고 할 수 있다. 본 연구에서 제안하는 하이브리드 복합체는 슈퍼커패시터의 고성능 전극물질 제작방법으로써 높은 잠재적 가능성이 있다.

Keywords: supercapacitors; FeOOH; hollow carbon; hydrothermal method