산화환원 유동 전지에의 탄소 재료의 적용

전문가 제언

○ 산화환원 유동전지는 탄소섬유에 화학적 에칭, 열 표면석출과 함께 탄소 나노튜브나 그래파이트 나노튜브를 부가한 전기화학적 금속촉매를 적용하는 복합전지이다. 탄소-고분자 복합 재료의 저가격화, 펠트, 천, 종이와 다른 다양한 부품을 대상으로 하고 있다. 지난 20년간 캐나다, 중국, 일본을 중심으로 유동전지 개발이 활발해지고 있다.

 

○ 2013년 중국의 Zhong은 고분자를 전도성 충전제인 카본블랙, 그래파이트와 섬유와 혼합하여 낮은 저항성의 전도성 폴리에틸렌 합성 전극을 제조하였다. 일본의 Kashima-Kita사와 Sumitomo전기주식회사는 바나듐 산화환원 유동 전지에 필요한 40~50㎾ 스택을 개발하고 시험했다. Kaneko는 산화환원 유동 전지에 필요한 셀 시험 결과를 제공하였고 Matsuda도 유기 산화환원 유동 전지성능 향상을 위하여 탄소섬유 직물 전극을 사용하였다. Whitehead와 Harrer의 Pt-Ru 촉매를 함유한 탄소종이 전극을 가스 확산 층으로 사용했다.

 

○ 2010년 국립 경상대학교에서는 상온에서의 리튬/황화철 전지 시스템을 개발했다. FeS, FeS2, NiS, CuS, CoS, MoS의 금속황화물은 전기용량이 크므로 전지의 에너지 밀도를 높일 수 있고, 자원이 풍부하여 전지의 제조단가를 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다. 2012년 Sun과 Skyllas-Kazacos는 그래파이트 펠트의 전기화학적 활성도 증가를 위하여 열처리한 결과, 에너지 효율을 10% 향상시켰다. 제조원가 절감과 가격 감소가 연구목표이다.

 

○ 황산나트륨 수용액 전해액이 가장 안전하고 저렴하지만, 전위 폭이 제한적이다. 이 때문에 비수용액인 아세토니트릴 중의 테트라에틸암모늄, 테트라플루오로보레이트 혹은 프로필렌카보네이트의 비수용액이 적합하다. 향후 유기 전해액을 사용한 높은 전기전도도, 산 저항성과 전기화학적 안정성을 갖는 비수용액의 전해용액 개발이 필수적이라 사료된다. 최신 전지기술 정보제공과 함께 중소기업의 산학 협력을 통하여 국산 산화환원 유동 전지를 개발할 수 있을 것으로 사료된다.

저자

M.H. Chakrabarti, et al,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

253()

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

재료

페이지

150~166

분석자

이*용

분석물

• 산화환원 유동 전지에의 탄소 재료의 적용.pdf [371,046 byte]

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