KR20190121423A - Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors - Google Patents

Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors Download PDF

Info

Publication number
KR20190121423A
KR20190121423A KR1020180044656A KR20180044656A KR20190121423A KR 20190121423 A KR20190121423 A KR 20190121423A KR 1020180044656 A KR1020180044656 A KR 1020180044656A KR 20180044656 A KR20180044656 A KR 20180044656A KR 20190121423 A KR20190121423 A KR 20190121423A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
poly
blue
tin oxide
indium
zinc oxide
Prior art date
Application number
KR1020180044656A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102276020B1 (en
Inventor
원기훈
전준수
원서연
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동국대학교 산학협력단 filed Critical 동국대학교 산학협력단
Priority to KR1020180044656A priority Critical patent/KR102276020B1/en
Publication of KR20190121423A publication Critical patent/KR20190121423A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102276020B1 publication Critical patent/KR102276020B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/26—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being an electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/413—Concentration cells using liquid electrolytes measuring currents or voltages in voltaic cells
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • G06K19/0702—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement including a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2585/00—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials
    • B65D2585/68—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials for machines, engines, or vehicles in assembled or dismantled form
    • B65D2585/86—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials for machines, engines, or vehicles in assembled or dismantled form for electrical components
    • B65D2585/88—Batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a film-type battery in which a gel electrolyte film is bonded between a film-type reduction electrode and a film-type oxidation electrode coated with a redox dye. A color change and an electrical signal can occur in accordance with oxygen and temperature so as to be utilized as an indicator-sensor, a power supply device and the like.

Description

필름형 전지 및 자가발전형 산소/온도 지시계-센서 {Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors}Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen / Temperature Indicator-Sensors}

본 발명은 필름형 전지 및 자가발전형 산소 및 온도 감지용 지시계-센서에 관한 것이다.The present invention relates to a film cell and an indicator-sensor for self-generating oxygen and temperature sensing.

온도 및 산소 농도를 전압과 같은 전기적 신호로 변환하는 센서는 제약 및 식품 산업을 비롯한 여러 산업에서 매우 중요하다. 예를 들면, 온도와 산소는 의약품 및 식품의 품질에 크게 영향을 준다. 실제적으로 신선 농산물 포장이 저장되고 유통되는 단계는 온도가 변하는 경우가 많기 때문에 포장 내에 형성되는 매우 낮은 산소 농도와 고농도의 이산화탄소 농도에 의한 생리장해 현상이 자주 발생하게 된다. 그러나 상기의 문제점을 해결할 수 있는 효율적이고 저렴한 농산물 신선도 유지 장치 및 방법에 대한 연구는 미미한 실정이다. Sensors that convert temperature and oxygen concentrations into electrical signals such as voltages are critical in many industries, including the pharmaceutical and food industries. For example, temperature and oxygen greatly affect the quality of medicines and foods. In practice, the fresh produce package is stored and distributed in many stages because the temperature is often changed, the physiological disorder caused by the very low oxygen concentration and the high concentration of carbon dioxide formed in the package often occurs. However, studies on efficient and inexpensive agricultural freshness maintaining apparatus and method that can solve the above problems are insignificant.

일반적으로 센서는 변환된 신호를 보여주기 위한 별도의 디스플레이 장치를 필요로 하며 작동하기 위해서는 별도의 전원 장치도 필수적이다. 그러나 별도의 디스플레이 장치의 도입의 비용적인 문제, 별도의 전원 장치 연결시 취급의 비용이성 문제 등을 고려할 때 쉽지 않은 문제인 바, 새로운 방향으로의 접근 및 연구가 필요한 실정이다.In general, the sensor requires a separate display device to display the converted signal, and a separate power supply is also necessary for operation. However, considering the cost problem of the introduction of a separate display device, the cost-effectiveness problem of handling when connecting a separate power supply device, it is a situation that requires a new approach and research.

한국등록특허 제1312569호Korean Patent No. 1312569

본 발명의 목적은 필름 형태의 구성요소로 이루어진 작고 사용이 용이한 전지; 및 산소 및 온도에 따라 색차 및 전압차로부터 산소 및 온도를 정량적으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 육안으로도 측정할 수 있는 산소 및 온도 지시계-센서; 를 제공함에 있다.An object of the present invention is a small, easy-to-use battery composed of components in the form of a film; And an oxygen and temperature indicator-sensor capable of quantitatively measuring oxygen and temperature from color and voltage differences according to oxygen and temperature, as well as visually. In providing.

1. 산화환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극, 상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극 및 상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함하는 전지.1. A battery comprising a film-type cathode electrode coated with a redox dye, a film-type anode electrically connected to the cathode and a gel electrolyte film interposed between the cathode and the anode.

2. 위 1에 있어서, 상기 염료가 공기 중 산소와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시키는 전지.2. The battery of 1 above, wherein when the dye is oxidized by reacting with oxygen in the air, electrons are moved from the oxidation electrode to the reduction electrode to reduce the oxidized dye.

3. 위 1에 있어서, 상기 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 중 선택된 적어도 하나인 전지.3. In the above 1, the dye is methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral Red, phenazine derivative, thionine, azur A, azur B, azur C, toluidine blue O, acetophenone, metallophthalocyanine, nile blue A, modified transition metal ligand, 1,10-phenanthroline-5,6 -Dione, 1,10-phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine) , Poly (thionine), quinone, diimine, diaminobenzene, diaminopyridine, phenosaprunin, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6-Dibromophenol-Indophenol, Sodium o-cresol indophenol, Indigo tetrasulfonic acid, Indigo trisulfonic acid, Indigoca Min, indigomonosulfonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthra Nilic acid, 1,10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sulfonate, diphenylbenzidine , Difetylamine, viologen, poly (acrylic acid), poly (azur I), poly (Nile blue A), poly (methylene green), poly (methylene blue), polyaniline, polypyridine, polypyrrole, polythiophene, Poly (thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4- Ethylenedioxythiophene), poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4 -Fluorophenyl) thiophene) and poly (neutral red).

4. 위 1에 있어서, 상기 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재의 전극인 전지.4. In the above 1, the cathode is carbon nanotubes, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO) , Gallium zinc oxide (GZO), florin tin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium A cell which is an electrode of a material selected from zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).

5. 위 1에 있어서, 상기 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중 선택된 하나의 소재인 전지.5. The battery of 1 above, wherein the anode is a material selected from zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium, and sodium.

6. 위 1의 전지를 포함하는 RFID 센서 태그.6. RFID sensor tag containing the battery of 1 above.

7. 산화환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극, 상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극 및 상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함하는 자가발전형 산소 또는 온도 센싱용 지시계-센서.7. Indicator for self-powered oxygen or temperature sensing comprising a film-type reduction electrode coated with a redox dye, a film-type electrode electrically connected to the reduction electrode, and a gel electrolyte film interposed between the reduction electrode and the anode -sensor.

8. 위 7에 있어서, 상기 염료가 산소 기체와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시킴에 따라, 산화속도와 환원속도 차이에 의한 색차 또는 전압차로 산소를 센싱하는 지시계-센서.8. In the above 7, when the dye is oxidized by reacting with the oxygen gas, as the electrons from the oxidizing electrode moves to the reducing electrode to redox the oxidized dye, color difference or voltage difference due to the difference in oxidation rate and reduction rate Indicator sensor for sensing oxygen.

9. 위 8에 있어서, 온도에 따른 상기 산화환원 반응속도 차이에 따른 색차 또는 전압차로 온도를 센싱하는 지시계-센서.9. In the above 8, the indicator sensor for sensing the temperature by the color difference or voltage difference according to the redox reaction rate difference with temperature.

10. 위 7에 있어서, 상기 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 중 선택된 적어도 하나인 지시계-센서.10. In the above 7, the dye is methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral Red, phenazine derivative, thionine, azur A, azur B, azur C, toluidine blue O, acetophenone, metallophthalocyanine, nile blue A, modified transition metal ligand, 1,10-phenanthroline-5,6 -Dione, 1,10-phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine) , Poly (thionine), quinone, diimine, diaminobenzene, diaminopyridine, phenosaprunin, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6-Dibromophenol-Indophenol, Sodium o-cresol indophenol, Indigo tetrasulfonic acid, Indigo trisulfonic acid, Indigoca Reminin, indigomonosulfonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthra Nilic acid, 1,10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sulfonate, diphenylbenzidine , Difetylamine, viologen, poly (acrylic acid), poly (azur I), poly (Nile blue A), poly (methylene green), poly (methylene blue), polyaniline, polypyridine, polypyrrole, polythiophene, Poly (thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4- Ethylenedioxythiophene), poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4 Indicator-sensor, which is at least one selected from -fluorophenyl) thiophene) and poly (neutral red).

11. 위 7에 있어서, 상기 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재의 전극인 지시계-센서.11. In the above 7, the cathode is carbon nanotubes, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO) , Gallium zinc oxide (GZO), florin tin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium Indicator-sensor which is an electrode of a material selected from zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).

12. 위 7에 있어서, 상기 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중 선택된 하나의 소재인 지시계-센서.12. The indicator-sensor according to the above 7, wherein the anode is a material selected from one of zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium, and sodium.

13. 위 7의 지시계-센서가 부착된 포장재.13. The packaging material with the indicator-sensor shown in the above 7.

본 발명의 전지 및 지시계 센서는 필름형으로서 박막 경량화가 가능하고, 간편한 구성을 가져 제작, 취급 등이 용이하다.The battery and the indicator sensor of the present invention can be reduced in thickness and thin film as a film type, and have a simple configuration and are easy to manufacture and handle.

본 발명의 지시계-센서는 온도 및 산소 기체를 민감하게 감지할 수 있다.The indicator-sensor of the present invention can sensitively sense temperature and oxygen gas.

본 발명의 지시계-센서는 별도의 전원 공급이 불필요하다.The indicator-sensor of the present invention does not require a separate power supply.

도 1은 필름 형태의 자가발전형 지시계-센서의 모식적으로 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 1의 필름형 전지의 성능을 나타낸 도이다.
도 3은 실시예 2의 자가발전형 산소 지시계-센서 필름의 탈색 및 발색 과정을 나타낸 도이다.
도 4는 실시예 2의 자가발전형 산소 지시계-센서 필름의 테스트 결과(전기 저항: 1 kΩ)를 나타낸 도이다.
도 5는 실시예 3의 자가발전형 온도 지시계-센서 필름의 온도별 색차 변화(전기 저항: 30 kΩ)를 나타낸 도이다.
도 6은 실시예 3의 자가발전형 온도 지시계-센서 필름의 온도별 개방 회로 전압 변화(전기 저항: 30 kΩ)를 나타낸 도이다.1 is a diagram schematically showing a self-powered indicator sensor in the form of a film.
2 is a diagram showing the performance of the film battery of Example 1. FIG.
Figure 3 is a view showing the decolorization and color development process of the self-powered oxygen indicator-sensor film of Example 2.
4 is a diagram showing a test result (electrical resistance: 1 kΩ) of the self-generating oxygen indicator-sensor film of Example 2. FIG.
FIG. 5 is a view illustrating color difference change (electrical resistance: 30 kΩ) for each temperature of the self-powered type temperature indicator-sensor film of Example 3. FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an open circuit voltage change (electrical resistance: 30 kΩ) for each temperature of the self-generating type temperature indicator sensor sensor of Example 3. FIG.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a battery.

본 발명의 전지는 산화·환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극, 상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극 및 상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함한다.The battery of the present invention includes a film-type cathode electrode coated with an oxidation / reduction dye, a film-type anode electrically connected to the cathode and a gel electrolyte film interposed between the cathode and the anode.

본 발명은 상기 염료가 공기 중 산소와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시키는 과정을 통해 전류가 흐르는 원리를 갖는다. 도 1은 상기 원리를 모식적으로 나타낸 도이다.The present invention has the principle that when the dye reacts with oxygen in the air to oxidize, electrons flow from the oxidizing electrode to the reducing electrode to re-oxidize the oxidized dye. 1 is a diagram schematically showing the above principle.

본 발명의 산화환원 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 등을 적어도 하나 이상 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The redox dyes of the invention are methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral red, phena Gin derivatives, thionine, azur A, azur B, azur C, toluidine blue O, acetophenone, metallophthalocyanine, nile blue A, modified transition metal ligands, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, 1,10-phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine), poly ( Thionine), quinone, diimine, diaminobenzene, diaminopyridine, phenosaprunin, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6 -Dibromophenol-indophenol, sodium o-cresol indophenol, indigotetrasulfonic acid, indigotrisulfonic acid, indigocar , Indigomonosulfonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthranilic acid , 1,10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sulfonate, diphenylbenzidine, Difetylamine, Viologen, Poly (Acrylic Acid), Poly (Azur I), Poly (Nile Blue A), Poly (Methylene Green), Poly (Methylene Blue), Polyaniline, Polypyridine, Polypyrrole, Polythiophene, Poly (Thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4-ethylene Dioxythiophene), poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4- Fluorophenyl) thiophene) and poly (neutral red) and the like may be used. This is not restrictive.

산화환원염료는 당 분야에 공지된 방법에 따라 환원전극에 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면 바코팅, 에어스프레이 코팅, 딥코팅, 롤코팅, 캐스팅 코팅, 에어나이프 코팅, 캘린더 코팅, 스핀 코팅 등의 방법으로 코팅된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The redox dye may be coated on the cathode according to a method known in the art. For example, it may be coated by a method such as bar coating, air spray coating, dip coating, roll coating, casting coating, air knife coating, calendar coating, spin coating, but is not limited thereto.

산화환원염료는 환원전극에 코팅되는 것으로, 그 코팅 부위는 제한되지 않고 환원 전극의 상면(겔 전해질과의 반대측), 환원 전극의 하면(겔 전해질측), 환원 전극의 측면 중 하나 이상에 코팅된 것일 수 있고, 바람직하게는 환원 전극의 하면에 코팅된 것일 수 있다.The redox dye is coated on the reduction electrode, and the coating portion thereof is not limited and is coated on at least one of the upper surface (opposite side of the gel electrolyte), the lower surface of the reduction electrode (gel electrolyte side), and the side of the reduction electrode. It may be, and may be preferably coated on the lower surface of the reduction electrode.

산화환원염료 코팅의 두께는 산화환원반응 및 색변화의 감지가 가능한 범위 내라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분한 산화환원 반응을 수행하면서 과다하게 두꺼워지는 것을 방지한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The thickness of the redox dye coating is not particularly limited as long as it is within a range capable of detecting redox reactions and color changes, and may be, for example, 0.01 mm to 1 mm, to prevent excessive thickening while performing a sufficient redox reaction. In terms of aspect, preferably 0.1 mm to 0.5 mm.

본 발명의 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The cathode of the present invention is carbon nanotube, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide ( GZO), florintin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver Indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO) may be a material selected from one of the materials, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 환원전극은 필름형 환원전극으로서 그 두께는 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분히 전극으로서 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The cathode according to the present invention is a film-type cathode, the thickness thereof may be, for example, 0.01mm to 1mm, and preferably 0.1mm to 0.5mm in terms of implementing a thin film weight while sufficiently serving as an electrode. have.

본 발명의 산화전극은 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨, 나트륨 등 이온화 경향이 큰 금속이라면 제한되지 않는다.The anode of the present invention is not limited as long as the anode is a metal having a high ionization tendency such as zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium, sodium, or the like.

본 발명에 따른 산화전극은 필름형 산화전극으로서 그 두께는 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분히 전극으로서 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The anode according to the present invention is a film-type anode, the thickness may be, for example, 0.01mm to 1mm, preferably from 0.1mm to 0.5mm in terms of implementing a thin film weight while sufficiently serving as an electrode. have.

겔형 전해질 필름은 전기전도성/이온투과성을 갖는 하이드로겔(hydrogel) 혹은 이오노겔(ionogel) 타입의 전해질 필름으로서, 겔 형성 고분자를 전해질 용액이나 이온성 액체에 도입하여 제조할 수 있다. 그러한 겔 타입 고분자로는 당 분야에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 키틴, 키토산, 아가로오스, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 젤라틴, 콜라겐, 리그닌, 알긴산, 이눌린, 카라기난, 글리코겐, 글루코만난, 케라탄황산, 콜로민산, 콘드로이틴황산, 셀룰로오스, 전분, 히알루론산, 펙틴, 펙틴산, 헤파란황산, 레반, 그라미난, 렌티난, 커들란 및 그들의 유도체, 폴리비닐알코올, (메타)아크릴산 및 그의 유도체의 중합체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The gel electrolyte film is a hydrogel or ionogel type electrolyte film having electrical conductivity / ion permeability, and can be prepared by introducing a gel-forming polymer into an electrolyte solution or an ionic liquid. As such a gel type polymer, those known in the art can be used without limitation. For example chitin, chitosan, agarose, amylose, amylopectin, gelatin, collagen, lignin, alginic acid, inulin, carrageenan, glycogen, glucomannan, keratan sulfate, collomic acid, chondroitin sulfate, cellulose, starch, hyaluronic acid, pectin, Pectic acid, heparan sulfate, levane, graminan, lentinan, curdlan and derivatives thereof, polyvinyl alcohol, polymers of (meth) acrylic acid and derivatives thereof, and the like, but are not limited thereto.

겔형 전해질 필름의 두께는 전류의 흐름을 유지할 수 있는 범위 내라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있으며, 충분히 전해질층으로서의 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The thickness of the gel electrolyte film is not particularly limited as long as it is within a range capable of maintaining the flow of electric current, and may be, for example, 0.01 mm to 1 mm, preferably in terms of achieving thin film weight while sufficiently serving as an electrolyte layer. 0.1 mm to 0.5 mm.

겔형 전해질 필름은 필름형 산화전극과 필름형 환원전극 사이에 개재되는 것이다.The gel electrolyte film is interposed between the film anode and the film cathode.

본 발명의 전지는 기전력의 변화에 따라 산화환원 염료의 색상이 변할 수 있고, 이에 따라 염료의 색상을 확인함으로써 전지의 잔여 기전력, 수명을 확인할 수 있다.The battery of the present invention may change the color of the redox dye in accordance with the change in electromotive force, thereby confirming the remaining electromotive force, life of the battery by checking the color of the dye.

산화환원 염료로 비올로겐을 사용하는 경우의 구체적인 예를 들면, 전지의 기전력이 높아 잔여 수명이 충분할 때는 염료의 색상이 파란색일 수 있으나, 기전력이 감소할수록 색이 옅어져 무색에 가까워질 수 있다. 또한 산화환원 염료로 메틸렌 블루를 사용하는 경우는 위와 반대로 잔여 수명이 충분할 때는 염료의 색상이 무색일 수 있으나, 기전력이 감소할수록 색이 진해져 파란색에 가까워질 수 있다. 이러한 색상 변화 방향은 염료의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 염료의 종류가 달라진다고 하더라도 잔여 기전력에 따라 어떤 방향으로든 색상은 달라질 수 있으므로, 이를 확인함으로써 잔여 기전력, 수명의 확인이 가능하다.For example, when viologen is used as a redox dye, the color of the dye may be blue when the electromotive force of the battery is high and the remaining life is sufficient, but as the electromotive force decreases, the color may become pale and become colorless. . In addition, in the case of using methylene blue as a redox dye, the color of the dye may be colorless when the remaining life is sufficient, but as the electromotive force decreases, the color may become darker and approach blue. The direction of the color change may vary depending on the type of the dye, but even if the type of the dye is different in any direction depending on the remaining electromotive force, the color of the remaining electromotive force, life can be confirmed by checking this.

본 발명은 필름형 전극, 필름형 전해질을 사용하여 구부릴 수 있고 가벼우면서도 저렴한 전원공급장치로도 사용될 수 있다. 따라서, RFID의 센서태그 또는 RFID 태그의 전원 공급을 위한 박막형 전지로서도 활용가능할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The present invention can be bent using a film type electrode, a film type electrolyte and can be used as a light and inexpensive power supply. Therefore, the present invention may be used as a thin film battery for power supply of a sensor tag or an RFID tag of an RFID, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 지시계-센서에 관한 것이다.The invention also relates to an indicator-sensor.

본 발명의 지시계-센서는 산화환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극, 상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극 및 상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함한다.The indicator-sensor of the present invention includes a film-type cathode electrode coated with a redox dye, a film-type anode electrically connected to the cathode and a gel electrolyte film interposed between the cathode and the anode.

본 발명은 산화환원 염료가 공기 중 산소와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시킴에 따라, 산화속도와 환원속도 차이에 의한 색차 또는 전압차로 산소 또는 온도를 센싱하는 원리를 갖는다. 도 1은 상기 원리를 모식적으로 나타낸 도이다.According to the present invention, when a redox dye reacts with oxygen in the air and is oxidized, as the electrons move from the oxidation electrode to the reduction electrode to redox the oxidized dye, oxygen or a voltage difference due to a difference in oxidation rate and reduction rate is obtained. It has a principle of sensing temperature. 1 is a diagram schematically showing the above principle.

본 발명의 산화환원 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 등을 적어도 하나 이상 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The redox dyes of the present invention are methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral red, phena Gin derivatives, thionine, azur A, azur B, azur C, toluidine blue O, acetophenone, metallophthalocyanine, nile blue A, modified transition metal ligands, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, 1,10-phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine), poly ( Thionine), quinone, diimine, diaminobenzene, diaminopyridine, phenosaprunin, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6 -Dibromophenol-indophenol, sodium o-cresol indophenol, indigotetrasulfonic acid, indigotrisulfonic acid, indigocar , Indigomonosulfonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthranilic acid , 1,10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sulfonate, diphenylbenzidine, Difetylamine, Viologen, Poly (Acrylic Acid), Poly (Azur I), Poly (Nile Blue A), Poly (Methylene Green), Poly (Methylene Blue), Polyaniline, Polypyridine, Polypyrrole, Polythiophene, Poly (Thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4-ethylene Dioxythiophene), poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4- Fluorophenyl) thiophene) and poly (neutral red) and the like may be used. This is not restrictive.

산화환원염료는 당 분야에 공지된 방법에 따라 환원전극에 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면 바코팅, 에어스프레이 코팅, 딥코팅, 롤코팅, 캐스팅 코팅, 에어나이프 코팅, 캘린더 코팅, 스핀 코팅 등의 방법으로 코팅된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The redox dye may be coated on the cathode according to a method known in the art. For example, it may be coated by a method such as bar coating, air spray coating, dip coating, roll coating, casting coating, air knife coating, calendar coating, spin coating, but is not limited thereto.

산화환원염료는 환원전극에 코팅되는 것으로, 그 코팅 부위는 제한되지 않고 환원 전극의 상면(겔 전해질과의 반대측), 환원 전극의 하면(겔 전해질측), 환원 전극의 측면 중 하나 이상에 코팅된 것일 수 있고, 바람직하게는 환원 전극의 하면에 코팅된 것일 수 있다.The redox dye is coated on the reduction electrode, and the coating portion thereof is not limited and is coated on at least one of the upper surface (opposite side of the gel electrolyte), the lower surface of the reduction electrode (gel electrolyte side), and the side of the reduction electrode. It may be, and may be preferably coated on the lower surface of the reduction electrode.

산화환원염료 코팅의 두께는 산화환원반응 및 색변화의 감지가 가능한 범위 내라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분한 산화환원 반응을 수행하면서 과다하게 두꺼워지는 것을 방지한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The thickness of the redox dye coating is not particularly limited as long as it is within a range capable of detecting redox reactions and color changes, and may be, for example, 0.01 mm to 1 mm, to prevent excessive thickening while performing a sufficient redox reaction. In terms of aspect, preferably 0.1 mm to 0.5 mm.

본 발명의 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The cathode of the present invention is carbon nanotube, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide ( GZO), florintin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver Indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO) may be a material selected from one of the materials, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 환원전극은 필름형 환원전극으로서 그 두께는 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분히 전극으로서 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The cathode according to the present invention is a film-type cathode, the thickness thereof may be, for example, 0.01mm to 1mm, and preferably 0.1mm to 0.5mm in terms of implementing a thin film weight while sufficiently serving as an electrode. have.

본 발명의 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨, 나트륨 등 이온화 경향이 큰 금속이라면 제한되지 않는다.The anode of the present invention is not limited as long as it has a high ionization tendency such as zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium, sodium, or the like.

본 발명에 따른 산화전극은 필름형 산화전극으로서 그 두께는 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있고, 충분히 전극으로서 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The anode according to the present invention is a film-type anode, the thickness may be, for example, 0.01mm to 1mm, preferably from 0.1mm to 0.5mm in terms of implementing a thin film weight while sufficiently serving as an electrode. have.

겔형 전해질 필름은 전기전도성/이온투과성을 갖는 하이드로겔(hydrogel) 혹은 이오노겔(ionogel) 타입의 전해질 필름으로서, 겔 형성 고분자를 전해질 용액이나 이온성 액체에 도입하여 제조할 수 있다. 그러한 겔 타입 고분자로는 당 분야에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 키틴, 키토산, 아가로오스, 아밀로오스, 아밀로펙틴, 젤라틴, 콜라겐, 리그닌, 알긴산, 이눌린, 카라기난, 글리코겐, 글루코만난, 케라탄황산, 콜로민산, 콘드로이틴황산, 셀룰로오스, 전분, 히알루론산, 펙틴, 펙틴산, 헤파란황산, 레반, 그라미난, 렌티난, 커들란 및 그들의 유도체, 폴리비닐알코올, (메타)아크릴산 및 그의 유도체의 중합체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The gel electrolyte film is a hydrogel or ionogel type electrolyte film having electrical conductivity / ion permeability, and can be prepared by introducing a gel-forming polymer into an electrolyte solution or an ionic liquid. As such a gel type polymer, those known in the art can be used without limitation. For example chitin, chitosan, agarose, amylose, amylopectin, gelatin, collagen, lignin, alginic acid, inulin, carrageenan, glycogen, glucomannan, keratan sulfate, collomic acid, chondroitin sulfate, cellulose, starch, hyaluronic acid, pectin, Pectic acid, heparan sulfate, levane, graminan, lentinan, curdlan and derivatives thereof, polyvinyl alcohol, polymers of (meth) acrylic acid and derivatives thereof, and the like, but are not limited thereto.

겔형 전해질 필름의 두께는 전류의 흐름을 유지할 수 있는 범위 내라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.01mm 내지 1mm일 수 있으며, 충분히 전해질층으로서의 역할을 수행하면서 박막 경량화를 구현한다는 측면에서 바람직하게는 0.1mm 내지 0.5mm일 수 있다.The thickness of the gel electrolyte film is not particularly limited as long as it is within a range capable of maintaining the flow of electric current, and may be, for example, 0.01 mm to 1 mm, preferably in terms of achieving thin film weight while sufficiently serving as an electrolyte layer. 0.1 mm to 0.5 mm.

겔형 전해질 필름은 필름형 산화전극과 필름형 환원전극 사이에 개재되는 것이다. The gel electrolyte film is interposed between the film anode and the film cathode.

포장재는 펄프, 플라스틱, 유리계, 기타 임의의 일반적으로 사용되는 포장재일 수 있다. 펄프계 재료는, 예를 들면 표면 처리된 종이 또는 표면 처리되지 않은 종이, 판지, 용해 펄프계 포일(foil) 재료 또는 기타 펄프계 또는 폴리아세테이트계 재료일 수 있다. 플라스틱 재료는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 다른 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리아미드 또는 포장재로서 일반적으로 사용되는 임의의 다른 플라스틱 재료일 수 있다. 또한, 포장재는 전술한 재료들이나 기타 공지의 포장재의 적층체, 또는 기타 어떤 종류의 복합체로부터 구성할 수 있다.The packaging may be pulp, plastic, glass, or any other commonly used packaging. The pulp-based material may be, for example, surface treated paper or untreated paper, cardboard, melted pulp based foil material or other pulp based or polyacetate based material. The plastic material may be, for example, polyethylene, polypropylene, other polyolefins, polyesters, polystyrenes, polyamides or any other plastic material generally used as packaging materials. In addition, the packaging material may be constructed from the above-mentioned materials or other laminates of known packaging materials, or some other kind of composite.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to help understand the present invention. However, the following examples are merely to illustrate the content of the present invention is not limited to the scope of the present invention. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example 1. 필름형태의 전지 제조 1. Manufacture of battery in film form

산화 전극으로는 금속인 아연 테이프(두께 0.3mm)를, 환원 전극으로는 ITO 필름(두께 0.15mm)을 사용하였다. 그리고 산소 지시약 및 산소 환원 촉매인 메틸렌 블루를 ITO 필름 위에 다음과 같이 코팅하여 고정화하였다. 90%(v/v) 에탄올 수용액 20 ml에 MB(메틸렌 블루) 0.01 g, 제인(zein) 6 g, 글리세롤 7 g을 넣고 약 40℃ 조건에서 2시간 정도 교반하여 용액이 고루 섞이도록 하였다. 이렇게 만든 메틸렌 블루 용액을 상온까지 식힌 후, micrometer film applicator를 이용해 ITO 필름 위에 바코팅하였다. (코팅의 두께 0.3mm) 전해질로는 아가로오즈(agarose)를 고온에서 sodium acetate buffer(0.05 M, pH 4.5)에 2%(w/v)로 녹인 후 상온에서 굳혀 사용하였다. (전해질 필름의 두께 1.0mm) 양면 테이프를 이용해 겔 타입 전해질을 사이에 두고 산화 전극과 환원 전극을 접착하여 자가발전형 지시계-센서 필름(두께 1.75 mm)을 최종 제작하였다. 자가발전형 지시계-센서 필름은 일종의 1차 전지로 산소 존재시 전압이 발생하며 공기 중에서 개방 회로 전압(open circuit voltage, OCV)은 약 0.9 V로 측정되었다. 전지의 성능을 알아보기 위해 linear scan voltammetry (스캔 속도: 0.1 mV/s)로 저항 변화에 따른 전지 전압과 전류를 측정하였고, 이로부터 전력을 계산하였다 (20 ℃). 도 2에 보이듯이 최대 전력은 2.0 μW였고, 이때 전지 전압은 0.42 V였다.Zinc oxide (0.3 mm thick) which is a metal was used as an oxidation electrode, and an ITO film (0.15 mm thick) was used as a reduction electrode. And the oxygen indicator and the oxygen reduction catalyst methylene blue was fixed on the ITO film by coating as follows. To 20 ml of 90% (v / v) ethanol aqueous solution, 0.01 g of MB (methylene blue), 6 g of zein, and 7 g of glycerol were added and stirred at about 40 ° C. for 2 hours to allow the solution to be evenly mixed. The methylene blue solution thus prepared was cooled to room temperature, and then coated on an ITO film using a micrometer film applicator. As a electrolyte, agarose was dissolved at 2% (w / v) in sodium acetate buffer (0.05 M, pH 4.5) at high temperature, and then solidified at room temperature. (Thickness 1.0mm of Electrolyte Film) A self-powered indicator-sensor film (thickness 1.75 mm) was finally produced by adhering an anode electrode and a reduction electrode with a gel type electrolyte sandwiched between double-sided tapes. The self-powered indicator-sensor film is a kind of primary cell that generates voltage in the presence of oxygen and has an open circuit voltage (OCV) of about 0.9 V in air. In order to determine the performance of the cell, the cell voltage and current were measured by linear scan voltammetry (scan rate: 0.1 mV / s), and the power was calculated from this (20 ° C.). As shown in FIG. 2, the maximum power was 2.0 μW at which time the battery voltage was 0.42 V.

실시예Example 2. 자가발전형 산소 지시계-센서 필름 테스트 2. Self-powered oxygen indicator-sensor film test

제작한 필름형 전지를 자가발전형 산소 지시계-센서로서 테스트하여 보았다. 먼저 산화 전극과 환원 전극 사이에 적당한 저항을 연결해 회로를 구성하면 공기에 의해 산화된 메틸렌 블루가 무산소 조건하에서 전기화학적으로 환원되면서 탈색된다 (Bleaching 과정). 그러나 산소에 노출시키면 환원된 메틸렌 블루가 산소에 의해 산화되면서 발색된다 (Recovery 과정)(도 3).The produced film battery was tested as a self-generating oxygen indicator sensor. First, when a proper resistance is connected between the anode and the cathode, a circuit is formed. The methylene blue oxidized by air is decolorized while being electrochemically reduced under anoxic conditions (bleaching process). However, exposure to oxygen causes the reduced methylene blue to develop as it is oxidized by oxygen (Recovery process) (FIG. 3).

실제로 자가발전형 산소 지시계-센서 필름을 사용하여 용기 내 산소 농도의 변화를 측정하여 보았다. 먼저 자가발전형 산소 지시계-센서 필름의 산화 전극과 환원 전극에 1 kΩ의 전기 저항을 연결한 후 밀폐 용기에 넣고 산소 흡수제를 이용하여 3시간 동안 용기 내 산소를 제거하였다. 그 이후에 용기 뚜껑을 열어 공기와 접촉시켰을 때의 색차 값(ΔE)과 개방 회로 전압 값을 도 4에 나타내었다. 산소 흡수제에 의해 용기 내 산소 농도가 감소하면서 발색 반응 속도가 줄어들었고 산화된 메틸렌 블루에 의해 파란색을 나타내는 자가발전형 산소 지시계-센서 필름이 탈색되었다. 또한 산화 전극으로부터 전자를 받을 수 있는 산화된 메틸렌 블루의 농도가 감소하면서 개방 회로 전압은 0.9V에서 0.23 V까지 떨어졌다. 3시간 이후 용기 뚜껑을 열면 산소 농도가 증가하면서 산소에 의한 메틸렌 블루의 산화 반응이 우세하게 된다. 이로 인하여 자가발전형 산소 지시계-센서 필름의 색은 점차 처음의 파란색으로 변하였으며 전압도 증가하였다. 이러한 실험 결과는 본 연구에서 개발한 전지형태의 필름이 자가발전형 산소 지시계-센서로서 잘 작동함을 보여주고 있다.In practice, a self-powered oxygen indicator-sensor film was used to measure the change in oxygen concentration in the vessel. First, an electrical resistance of 1 kΩ was connected to the oxidation electrode and the reduction electrode of the self-generating oxygen indicator-sensor film, and then placed in a sealed container to remove oxygen in the container for 3 hours using an oxygen absorbent. After that, the color difference value ΔE and the open circuit voltage value when the container lid was opened and contacted with air are shown in FIG. 4. As the oxygen concentration in the vessel was reduced by the oxygen absorber, the color reaction rate was reduced and the self-developed oxygen indicator-sensor film showing blue color was oxidized by the oxidized methylene blue. In addition, the open circuit voltage dropped from 0.9V to 0.23V as the concentration of oxidized methylene blue that could accept electrons from the anode was reduced. Opening the container lid after 3 hours increases the oxygen concentration and the oxidation of methylene blue by oxygen predominates. As a result, the color of the self-powered oxygen indicator-sensor film gradually changed to the first blue color and the voltage increased. These experimental results show that the cell-type film developed in this study works well as a self-powered oxygen indicator sensor.

ΔE 는 다음과 같이 정의되는 색차 값이다.ΔE is a color difference value defined as follows.

[수학식 1][Equation 1]

△E = [(△L*)2 + (△a*)2 + (△b*)2]1 /2 △ E = [(△ L * ) 2 + (△ a *) 2 + (△ b *) 2] 1/2

여기서 L*값은 밝기를 나타내며 L* = 100인 경우 흰색, L* = 0인 경우 검은색을 나타낸다. 이 색 공간에서 +a*는 적색 방향, -a*는 녹색 방향, +b*는 황색 방향, -b*는 청색 방향이다. 일반적으로 ΔE = 2 이상일 경우 색의 차이가 뚜렷해 육안으로도 두 색의 구별이 가능하다.The L * value represents the brightness, white when L * = 100, and black when L * = 0. In this color space, + a * is in the red direction, -a * is in the green direction, + b * is in the yellow direction, and -b * is in the blue direction. In general, when ΔE = 2 or more, the color difference is clear, and the two colors can be distinguished by the naked eye.

실시예Example 3. 자가발전형 온도 지시계-센서 필름 테스트 3. Self-generated temperature indicator-sensor film test

또한 제작한 필름형 전지를 자가발전형 온도 지시계-센서로서 테스트하여 보았다. 먼저 온도에 따른 색 변화를 측정하였다. 무산소 조건하에서 지시계-센서 필름을 탈색시킨 후, 공기 중에 노출시켜 산소와 반응하게 하였다. 이때 온도가 증가할수록 자가발전형 온도 지시계-센서 필름의 색차 값(ΔE)이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 5).In addition, the fabricated film battery was tested as a self-powered temperature indicator-sensor. First, the color change with temperature was measured. The indicator-sensor film was decolorized under anoxic conditions and then exposed to air to react with oxygen. At this time, it was confirmed that the color difference value ΔE of the self-powered type temperature indicator-sensor film increased significantly as the temperature increased (FIG. 5).

동일한 조건하에서 온도에 따른 개방 회로 전압을 측정한 결과, 예상했듯이 온도 증가에 따라 자가발전형 온도 지시계-센서 필름의 개방 회로 전압도 증가하였다(도 6). 이러한 결과로부터 본 연구에서 개발한 전지형태의 필름이 자가발전형 온도 지시계-센서로서도 잘 작동함을 알 수 있다.As a result of measuring the open circuit voltage with temperature under the same conditions, as expected, the open circuit voltage of the self-powered temperature indicator-sensor film also increased with increasing temperature (FIG. 6). These results indicate that the battery-type film developed in this study works well as a self-powered temperature indicator-sensor.

Claims (13)

산화환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극;
상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극; 및
상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함하는 전지.
A film type cathode electrode coated with a redox dye;
A film type anode electrically connected to the reduction electrode; And
A battery comprising a gel electrolyte film interposed between the cathode and the anode.
청구항 1에 있어서,
상기 염료가 공기 중 산소와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시키는 전지.
The method according to claim 1,
And when the dye reacts with oxygen in the air to oxidize, electrons move from the oxidizing electrode to the reducing electrode to re-reduce the oxidized dye.
청구항 1에 있어서,
상기 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 중 선택된 적어도 하나인 전지.
The method according to claim 1,
The dyes are methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral red, phenazine derivatives, thio Nin, Azur A, Azur B, Azur C, Toluidine Blue O, Acetophenone, Metallophthalocyanine, Nile Blue A, Modified Transition Metal Ligand, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, 1,10- Phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine), poly (thionine), Quinones, diimines, diaminobenzenes, diaminopyridine, phenosaprinein, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6-dibromo Phenol-Indophenol, Sodium o-Cresol Indophenol, Indigo tetrasulfonic acid, Indigo trisulfonic acid, Indigocarmine, Indigo mono Phonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthranilic acid, 1, 10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sodium sulfonate, diphenylbenzidine, difetylamine , Viologen, poly (acrylic acid), poly (azur I), poly (nylon blue A), poly (methylene green), poly (methylene blue), polyaniline, polypyridine, polypyrrole, polythiophene, poly (thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene ), Poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4-fluorophenyl Thiophene) and poly (neutral red).
청구항 1에 있어서,
상기 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재의 전극인 전지.
The method according to claim 1,
The cathode is carbon nanotube, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO) , Florin tin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium A battery which is an electrode of a material selected from zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).
청구항 1에 있어서,
상기 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중 선택된 하나의 소재인 전지.
The method according to claim 1,
The anode is a battery of one selected from zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium and sodium.
청구항 1의 전지를 포함하는 RFID 센서 태그.
RFID sensor tag comprising the battery of claim 1.
산화환원 염료가 코팅된 필름형 환원전극;
상기 환원전극과 전기적으로 연결된 필름형 산화전극; 및
상기 환원전극과 산화전극 사이에 개재된 겔형 전해질 필름을 포함하는 자가발전형 산소 또는 온도 센싱용 지시계-센서.
A film type cathode electrode coated with a redox dye;
A film type anode electrically connected to the reduction electrode; And
Indicator-sensor for self-powered oxygen or temperature sensing comprising a gel electrolyte film interposed between the cathode and the anode.
청구항 7에 있어서,
상기 염료가 산소 기체와 반응하여 산화되면, 산화 전극에서 전자가 환원 전극으로 이동하여 산화된 염료를 재환원시킴에 따라, 산화속도와 환원속도 차이에 의한 색차 또는 전압차로 산소를 센싱하는 지시계-센서.
The method according to claim 7,
When the dye reacts with the oxygen gas and oxidizes, as the electrons move from the oxidation electrode to the reduction electrode to redox the oxidized dye, an indicator sensor for sensing oxygen with a color difference or a voltage difference due to a difference in oxidation rate and reduction rate .
청구항 8에 있어서,
온도에 따른 상기 산화환원 반응속도 차이에 따른 색차 또는 전압차로 온도를 센싱하는 지시계-센서.
The method according to claim 8,
Indicator-sensor for sensing the temperature by the color difference or voltage difference according to the difference in the redox reaction rate according to the temperature.
청구항 7에 있어서,
상기 염료는 메틸렌 그린, 메틸렌 블루, 루미놀, 니트로-플루오레논 유도체, 아진, 오스뮴 페난트롤린디온, 카테콜-펜던트 테르피리딘, 톨루엔 블루, 크레실 블루, 나일 블루, 뉴트럴 레드, 페나진 유도체, 티오닌,아주르 A, 아주르 B, 아주르 C, 톨루이딘 블루 O, 아세토페논, 메탈로프탈로시아닌, 나일 블루 A, 개질된 전이금속 리간드, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디올, [Re(펜-디온)(CO)3Cl], [Re(펜-디온)3](PF6)2, 폴리(메탈로프탈로시아닌), 폴리(티오닌), 퀴논, 디이민, 디아미노벤젠, 디아미노피리딘, 페노새프러닌, 페노티아진, 페녹사진, 톨루이딘 블루, 브릴리언트 크레실 블루, 3,4-디히드록시벤즈알데히드, 소디움 2,6-디브로모페놀-인도페놀, 소디움 o-크레솔 인도페놀, 인디고테트라설포닉산, 인디고트라이설포닉산, 인디고카르민, 인디고모노설포닉산, 사프라닌 T, 2,2'-바이피리딘 (Ru complex), 2,2'-바이피리딘 (Fe complex), 나이트로페난트롤린 (Fe complex), N-페닐안트라닐산, 1,10-페난트롤린 (Fe complex), N-에톡시크리소이딘, 5,6-디메틸페난트롤린 (Fe complex), o-디아니시딘, 디페닐아민 술폰산나트륨, 디페닐벤지딘, 다이페틸아민, 비올로겐, 폴리(아크릴산), 폴리(아주르 I), 폴리(나일 블루 A), 폴리(메틸렌 그린), 폴리(메틸렌 블루), 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(티에노[3,4-b]티오펜), 폴리(3-헥실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시피롤), 폴리(이소티아나프텐), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(디플루오로아세틸렌), 폴리(4-디시아노메틸렌-4H-시클로펜타[2,1-b;3,4-b']디티오펜), 폴리(3-(4-플루오로페닐)티오펜) 및 폴리(뉴트럴 레드) 중 선택된 적어도 하나인 지시계-센서.
The method according to claim 7,
The dyes are methylene green, methylene blue, luminol, nitro-fluorenone derivatives, azine, osmium phenanthrolinedione, catechol-pendant terpyridine, toluene blue, cresyl blue, nile blue, neutral red, phenazine derivatives, thio Nin, Azur A, Azur B, Azur C, Toluidine Blue O, Acetophenone, Metallophthalocyanine, Nile Blue A, Modified Transition Metal Ligand, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, 1,10- Phenanthroline-5,6-diol, [Re (pen-dione) (CO) 3Cl], [Re (pen-dione) 3] (PF6) 2, poly (metallophthalocyanine), poly (thionine), Quinones, diimines, diaminobenzenes, diaminopyridine, phenosaprinein, phenothiazine, phenoxazine, toluidine blue, brilliant cresyl blue, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, sodium 2,6-dibromo Phenol-Indophenol, Sodium o-Cresol Indophenol, Indigo tetrasulfonic acid, Indigo trisulfonic acid, Indigocarmine, Indigo mono Phonic acid, safranin T, 2,2'-bipyridine (Ru complex), 2,2'-bipyridine (Fe complex), nitrophenanthroline (Fe complex), N-phenylanthranilic acid, 1, 10-phenanthroline (Fe complex), N-ethoxycrysolidine, 5,6-dimethylphenanthroline (Fe complex), o- dianisidine, diphenylamine sodium sulfonate, diphenylbenzidine, difetylamine , Viologen, poly (acrylic acid), poly (azur I), poly (nylon blue A), poly (methylene green), poly (methylene blue), polyaniline, polypyridine, polypyrrole, polythiophene, poly (thieno [3,4-b] thiophene), poly (3-hexylthiophene), poly (3,4-ethylenedioxypyrrole), poly (isothianaphthene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene ), Poly (difluoroacetylene), poly (4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta [2,1-b; 3,4-b '] dithiophene), poly (3- (4-fluorophenyl Indicator)-at least one selected from thiophene) and poly (neutral red).
청구항 7에 있어서,
상기 환원전극은 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 중 선택된 하나의 소재의 전극인 지시계-센서.
The method according to claim 7,
The cathode is carbon nanotube, graphene, graphene oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO) , Florin tin oxide (FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium Indicator-sensor which is an electrode of a material selected from zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).
청구항 7에 있어서,
상기 산화전극은 아연, 알루미늄, 철, 마그네슘, 리튬, 칼륨 및 나트륨 중 선택된 하나의 소재인 지시계-센서.
The method according to claim 7,
The anode is an indicator-sensor which is a material selected from zinc, aluminum, iron, magnesium, lithium, potassium and sodium.
청구항 7의 지시계-센서가 부착된 포장재.A packaging material having the indicator-sensor of claim 7.
KR1020180044656A 2018-04-17 2018-04-17 Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors KR102276020B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180044656A KR102276020B1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180044656A KR102276020B1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190121423A true KR20190121423A (en) 2019-10-28
KR102276020B1 KR102276020B1 (en) 2021-07-13

Family

ID=68421899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180044656A KR102276020B1 (en) 2018-04-17 2018-04-17 Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102276020B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102249148B1 (en) * 2019-12-27 2021-05-10 영남대학교 산학협력단 Electrochemically reduced graphene oxide modified with cupper and phenanthroline derivatives for cysteine detection and its applications to sensor-electrodes
CN114199952A (en) * 2021-12-03 2022-03-18 西南交通大学 Ternary composite gas sensor and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312569B1 (en) 2012-02-29 2013-10-14 유홍근 Film type temperature sensor
KR20130115687A (en) * 2012-04-13 2013-10-22 한국과학기술연구원 Polymer gel electrolyte composition, the preparing method for the composition, and dye-sensitized solar cell comprising the electrolyte
KR101691174B1 (en) * 2015-07-31 2016-12-30 동국대학교 산학협력단 Self-powered colorimetric oxygen sensor indicator
KR20180003203A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 동국대학교 산학협력단 Apparatus and method for measuringing oxygen concentration using the passive uhf band rfid tag with sensor type oxygen indicator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101312569B1 (en) 2012-02-29 2013-10-14 유홍근 Film type temperature sensor
KR20130115687A (en) * 2012-04-13 2013-10-22 한국과학기술연구원 Polymer gel electrolyte composition, the preparing method for the composition, and dye-sensitized solar cell comprising the electrolyte
KR101691174B1 (en) * 2015-07-31 2016-12-30 동국대학교 산학협력단 Self-powered colorimetric oxygen sensor indicator
KR20180003203A (en) * 2016-06-30 2018-01-09 동국대학교 산학협력단 Apparatus and method for measuringing oxygen concentration using the passive uhf band rfid tag with sensor type oxygen indicator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102249148B1 (en) * 2019-12-27 2021-05-10 영남대학교 산학협력단 Electrochemically reduced graphene oxide modified with cupper and phenanthroline derivatives for cysteine detection and its applications to sensor-electrodes
CN114199952A (en) * 2021-12-03 2022-03-18 西南交通大学 Ternary composite gas sensor and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102276020B1 (en) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lang et al. Transparent Wood Smart Windows: Polymer Electrochromic Devices Based on Poly (3, 4‐Ethylenedioxythiophene): Poly (Styrene Sulfonate) Electrodes
Karimi et al. Rapid and sensitive detection of hydrogen peroxide in milk by Enzyme-free electrochemiluminescence sensor based on a polypyrrole-cerium oxide nanocomposite
Roberts et al. Investigation of polyviologens as oxygen indicators in food packaging
KR101691174B1 (en) Self-powered colorimetric oxygen sensor indicator
Siddiqui et al. Nanomaterials in smart packaging applications: a review
CA2056139C (en) Electrochromic thin film state-of-charge detector for on-the-cell application
Koncki et al. Composite films of Prussian Blue and N-substituted polypyrroles: fabrication and application to optical determination of pH
KR20190121423A (en) Film-Type Batteries and Self-Powered Oxygen/Temperature Indicator-Sensors
Türke et al. Electrochemistry of sulfur dioxide, polyphenols and ascorbic acid at poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) modified electrodes
TW306078B (en)
Won et al. Self-powered flexible oxygen sensors for intelligent food packaging
Brahim et al. Electroconductive hydrogels: Electrical and electrochemical properties of polypyrrole‐poly (HEMA) composites
Kamyabi et al. Electrocatalytic oxidation of dopamine, ascorbic acid and uric acid at poly2, 6diaminopyridine on the surface of carbon nanotubes/gc electrodes
Watanabe et al. Effect of counter electrode reaction on coloration properties of phthalate-based electrochromic cell
Kawahara et al. Reconfigurable sticker label electronics manufactured from nanofibrillated cellulose-based self-adhesive organic electronic materials
Pifferi et al. Synthesis, characterization and influence of poly (brilliant green) on the performance of different electrode architectures based on carbon nanotubes and poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)
Aller-Pellitero et al. Fully-printed and silicon free self-powered electrochromic biosensors: Towards naked eye quantification
Teradale et al. Electrochemical investigation of catechol at poly (niacinamide) modified carbon paste electrode: a voltammetric study
Son et al. Self-adhesive graphene oxide-wrapped TiO2 nanoparticles for UV-activated colorimetric oxygen detection
Solanki et al. Horse radish peroxidase immobilized polyaniline for hydrogen peroxide sensor
CN110426439B (en) Wireless photoelectrochemical indirect analysis detection device and manufacturing method thereof
Didier et al. Non-enzymatic lactate detection by an extended-gate type organic field effect transistor
US4933394A (en) Modified electrically conductive polymers
Mohammadpour et al. Smart nanosensors for intelligent packaging
CN111912883B (en) PEDOT for detecting gaseous hydrogen peroxide: PSS visual sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant