크롬­-철 레독스 흐름전지 전해액 제조

전문가 제언

○ 최근에 전기에너지 저장시스템의 수요가 증가하면서 레독스 흐름전지(redox flow battery)는 전망이 밝은 혁신적 에너지 저장 수단으로 크게 주목받게 되었다. 레독스 흐름전지 전해액의 구성으로는 전지의 전극반응과 전해질 조성 등을 고려하여 실제로 Fe­Cr계 및 전바나듐계(all vanadium)를 들 수 있다.

○ 레독스 흐름전지는 전해액의 활물질(active material)의 산화/환원 반응을 이용하여 대용량의 전기의 충전/방전이 가능한 전기저장 장치이며, 전바나듐계 전지의 기전력은 약 1.4V이고, Fe­Cr계 전지는 약 1.1V의 기전력을 나타낸다. 이 발명(WO 2011/112525)은 Fe­Cr계 레독스 흐름전지에 적용되는 전해액에 대한 저비용의 제조법을 제공한다.

○ 레독스 흐름전지의 전력용량은 전해질의 농도와 양에 의해서 결정된다. 이 발명은 Fe­Cr계 전해질 용액을 만드는 데 있어 negative 용액인 Cr(Ⅲ)용액을 제조하기 위한 높은 산화상태의 Cr(Ⅵ) 용액의 환원방법을 주로 다루고 있다. 환원제로는 무기물 또는 유기물 환원제를 사용할 수 있으며 철(Fe) 입자를 첨가하여 Cr(Ⅲ)용액의 생성과 동시에 positive 용액인 Fe2+ 용액을 생성하는 것을 특징으로 한다.

○ 레독스 흐름전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 여러 종류가 있으나 현재 가장 잘 발전된 것은 전바나듐계 레독스 흐름전지로서 대용량의 전기저장이 가능하므로 미국과 같은 선진국에서는 수 MW급의 대용량의 전기 저장장치의 실용화 단계에 도달하였다. 국내의 경우, 2008년 한국에너지기술연구원에서 1KW 시제품을 개발한 수준이다.

○ 레독스 흐름전지의 핵심기술은 전해액, 멤브레인, 흑연전극 및 스텍(stack)의 구조 설계 등이며, 이 중에서 상용화의 가장 큰 걸림돌은 바나듐 전해액과 같은 고비용의 전해액의 비용 및 희소 금속으로 구현되는 V2O5 원료의 조달 등이 문제로 제기된다. 이런 측면에서 Fe­Cr계 및 Zn­Br계 전해액 등에 대한 적극적인 연구 개발이 요구된다.

저자

DEEYA ENERGY, INC.

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

WO20110112525

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~29

분석자

나*록

분석물

• 크롬­철 레독스 흐름전지 전해액 제조.pdf [226,615 byte]

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