In recent years, the energy storage sector has experienced a notable transition toward the use of organic electrodes. This shift is largely attributed to their superior energy density, cost-effectiveness, and eco-friendliness. However, there is a main drawback that the organic molecules oftentimes suffer shuttle phenomenon across the separator due to their high solubility in the organic electrolyte. In addition, the low electrical conductivity of organic materials is also detrimental, thereby requiring a large amount of carbon additives (up to 40 wt. %) in the electrode. In this perspective, addition of carbon additives with the desirable amount, which can prevent organic molecules from being dissolved into the liquid phase as well as provide the electrical conductivity. While N,Nʹ-dimethylphenazine (DMPZ) was investigated as a model material, we compared two carbon additives with different surface areas and functional groups. We carefully scrutinized the structural effect of carbon additives on the cycle-life performance of the organic electrode.

In this study, we synthesized pH-controlled resorcinol-formaldehyde (RF) gels through the polymerization of two starting materials: resorcinol and formaldehyde. The prepared RF gels were dried using an acetone substitution method, and they were subsequently carbonized under nitrogen atmosphere to obtain carbon xerogels (CX_Y) prepared at different pH (Y). The carbon xerogels were utilized as active materials for coin-type organic supercapacitor electrodes to investigate the influence of pH on the electrochemical properties of the carbon xerogels. The carbon xerogels prepared at lower pH (CX_9.5 and CX_10) exhibited sufficient particle growth, with a three-dimensional network of particles during the RF gel formation, resulting in the development of abundant mesopores. Conversely, the carbon xerogels prepared at higher pH (CX_11 and CX_12) retained densely packed structures of small particles, leading to pore collapse and low specific surface areas. Consequently, CX_9.5 and CX_10 showed high specific surface areas, and provided ample adsorption sites for the formation of electric double layers with electrolyte ions. Moreover, the three-dimensional particle network in CX_9.5 and CX_10 significantly enhanced electrical conductivity. The presence of well-developed mesopores in these materials further facilitated the effective transport of electrolyte ions, contributing to their superior performance as organic supercapacitor electrodes. This study confirmed that pH-controlled carbon xerogels are one of the promising active materials for organic supercapacitor electrodes. Furthermore, we concluded that pH during RF gel formation is a crucial factor determining the electrode performance of the carbon xerogels, highlighting the need for precise pH control to obtain high-performance carbon xerogel electrodes.

We have prepared MIL-101/graphene oxide (GO) composites with various mixing molar ratio of Fe-containing metal– organic frameworks (MOFs) against GO. When synthesizing MOFs, it was possible to synthesize uniform crystal powders using hydrothermal method. MIL-101 consists of a terephthalic acid (TPA) ligand, with the central metal composed of Fe, which was the working electrode material for supercapacitors. Field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy analysis had been done to ascertain microstructures and morphologies of the composites. Cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and galvanostatic charge–discharge measurements were performed to analyze the electrochemical properties of the composite electrodes in 6 M KOH electrolyte. By controlling the metal ligand mole ratio against GO, we prepared a changed MOF structure and a different composite morphology, which could be studied as one of the promising optimized electrode materials for supercapacitors.

본 연구에서는 전도성 고분자인 polystyrene sulfonic acid doped poly~3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT:PSS)을 소스/드레인 전극으로 사용한 펜타센 단분자 유기 반도체 기반의 전계효과 트랜지스터를 제작하고, 금을 소스/드레인 전극으로 하는 기준소자와 전기적 특성을 비교하여 평가하였다. 전기적 특성을 측정한 결과, PEDOT:PSS 박막은 금 박막에 비해 상대적으로 낮은 전도도를 가짐에도 불구하고 PEDOT:PSS 소스/드레인 전극을 갖는 펜타센 유기 트랜지스터는 금을 소스/드레인 전극으로 갖는 기준 소자와 비교할 만한 성능을 보였다. 이는 PEDOT:PSS와 펜타센 사이의 접촉저항이 금과 펜타센 사이의 접촉저항보다 낮아 상대적으로 낮은 전기전도도에 의한 성능 저하를 보상하기 때문으로 추측된다.

유기태양전지의 투명전극으로서 기존의 값비싸고 깨지기 쉬운 Indium Tin Oxide (ITO) 전극을 대체하고자, 전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)를 적용하였다. 솔벤트의 도핑 농도에 따른 PEDOT:PSS 박막의 전기 전도도와 표면 거칠기의 특성 변화를 관찰하고, 그 결과가 PEDOT:PSS를 투명전극으로 사용한 유기태양전지의 특성에 미치는 영향을 연구하였다. PEDOT:PSS의 솔벤트 농도가 증가함에 따라, 박막의 표면 거칠기가 증가하고, 이는 유기태양전지의 단락전류의 변화를 야기했다. 또한, 소자의 홀 이동층이 얇아짐에 따라 광활성층의 단파장영역의 광흡수가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.

Carbazole, EDOT 와 benzobisthiazole이 포함되어진 새로운 전도성 고분자의 합성 및 특징을 유기 분광학적인 방법으로 규명하였다. 포텐티오메트릭 이온 선택성 막 전극들은 넒은 감응범위(104~107)와, 시료의 혼탁도에 영향을 주지 않으며, 빠른 감응 시간과 소형화가 쉬운 이유로 병원, 환경과 산업 현장에서 널리 이용되고 있다. 이 전극의 막에는 강한 흡착과 열적인 안정성에서 뛰어난 상온에서 경화시킨 (RTV)-타입 실리콘 고무가 사용되었다. 불행하게도, 이 실리콘 고무 기반의 전극의 높은 막 저항(PVC 기반의 것과 비교하여 102~103배 더 높은 수치)이 응용에 제한이 되어 왔다. 여기에서 우리는 실리콘 고무 막에 전도성 고분자를 첨가 하여 막 저항이 줄어든 새로운 고체 전극을 구현하였다.

본 논문은 메탈 이중층 전극을 이용한 유기 박막 트랜지스터를 제작하여 Au나 Ag 금속만으로 제작한 일반적인 유기 박막 트랜지스터와의 전기적 특성을 비교하였다. 전기적 특성에서 게이트 절연층은 높은 K 값을 갖는 Al2O3를 사용하였고, 유기 반도체층은 펜타센을 사용하였다. 본 실험에서 제작한 유기 박막 트랜지스터는 1.6 × 10-1 cm2의 포화영역 이동도를 얻을 수 있었으며, 또한 드레인 전압을 -5V로 하고, 게이트 전압을 3 V에서 -10 V 까지 인가하였을 때 3×105의 전멸 비를 얻을 수 있었다.