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마이크로다공성 탄소를 포함하는 탄소계 캐소드;금속 재질의 애노드;상기 캐소드와 애노드 사이에 위치하는 분리막; 및상기 캐소드와 애노드 사이의 공간에 충진된 전해질 수용액;을 포함하는 수계 에너지 저장 디바이스로서,상기 전해질 수용액은 레독스 전해질로서 비타민-C를 함유하며,상기 마이크로다공성 탄소는, (i) 2 nm 미만의 평균 기공 직경, 및 (ii) 적어도 1500 ㎡/g의 비표면적(BET)을 나타내며, 그리고충전 시 캐소드에서 비타민-C의 산화 반응이 일어나는 한편, 방전 시 캐소드에서 비타민-C의 환원 반응이 일어나는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 상기 전해질 수용액은 완충 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제2항에 있어서, 상기 전해질 수용액 내 완충 성분은 소디움 시트레이트, 포타슘 시트레이트 및 이미다졸리움으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 상기 애노드는 아연 전극이며, 이때 전해질 수용액은 아연 이온(Zn2+)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제4항에 있어서, 상기 전해질 수용액 내 아연 이온의 소스는 황산아연, 아세트산아연, 요오드화아연 및 염화아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제2항에 있어서, 상기 전해질 수용액의 pH는 5 내지 8의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 상기 탄소계 캐소드는 마이크로다공성 탄소를 적어도 50 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 상기 탄소계 캐소드 내 마이크로다공성 탄소는 입자 형태로서 3 내지 15 ㎛의 평균 입자 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 상기 탄소계 캐소드는 마이크로다공성 탄소와 함께 도전재 및 바인더를 포함하며, 이때 마이크로다공성 탄소 : 도전재 : 바인더의 중량 비는 3 내지 20 : 0
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제1항에 있어서, 상기 마이크로다공성 탄소의 단위 질량 당 총 기공 체적(Vpore)은 0
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제1항에 있어서, 상기 전해질 수용액 내 비타민-C의 농도는 20 내지 1,000 mM의 범위에서 정하여지는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제2항에 있어서, 상기 전해질 수용액 내 완충 성분의 농도는 0
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제5항에 있어서, 상기 전해질 수용액 내 아연 이온의 농도는 0
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제1항에 있어서, 상기 수계 에너지 저장 디바이스의 비타민-C 농도가 200 mM 일 때, 충전 시 정전용량은 적어도 20 mAh/g이고, 방전 시 정전용량은 적어도 15 mAh/g인 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제14항에 있어서, 상기 수계 에너지 저장 디바이스의 비타민-C 농도가 200 mM 일 때, 방전 시 에너지 밀도는 적어도 10 Wh/Lpore인 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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제1항에 있어서, 마이크로다공성 탄소의 기공 내부에서 비타민-C가 클러스터를 형성하도록 기공 내에 존재하는 H2A : HA- : 양이온의 몰 비가 1 내지 5 : 1 내지 4 : 1의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 수계 에너지 저장 디바이스
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