119th General Meeting of the KCS

Type Poster Presentation
Area 고분자화학
Room No. 포스터발표장
Time 4월 21일 (금요일) 13:00~14:30
Code POLY.P-10
Subject 수계 바나듐 레독스 흐름 전지용 Nafion/urushi 복합막
Authors 정지윤, 원종옥*
세종대학교 화학과, Korea
Abstract 풍력, 태양에너지 등은 화석연료를 대체할 유망한 에너지 원천이지만, 이를 이용한 신재생에너지는 환경에 따라 영향을 받아, 스마트 그리드 시스템에 적용하기 위해 바나듐 레독스 흐름 전지 (VRFB)와 같은 에너지 저장 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수계 VRFB에서 널리 사용되고 있는 나피온 같은 양성자 교환막은 양극 전해질과 음극 전해질을 분리시켜주며 전지의 성능을 결정하는 중요한 구성요소이다. 수계 VRFB에서 사용되고 있는 나피온막은 화학적으로 안정하고 이온전도도가 높지만 수계 전해액에서 이온 채널이 팽윤되어 활성종이 투과해 VRFB의 쿨롱 효율이 낮아지는 주된 원인이다. 따라서 본 실험에서는 화학적으로 안정하고 뛰어난 내구성을 갖는 urushi를 도입한 나피온을 제조하여 활물질의 투과도를 낮춰 향상된 VRFB 효율을 얻었다. urushi를 2.1wt% 함유한 나피온/urushi 복합막의 이온 전도도는 0.6 S/cm이고, 투과도는 7.36×〖10〗^7 〖cm〗^2/min 으로 나피온보다 낮은 값을 보였으며, urushi 함유량이 증가할수록 낮은 투과도를 나타내었다. Swelling test와 water uptake test를 통해 나피온/urushi복합막이 나피온 212막보다 낮은 팽창률과 흡수율을 보였다. TGA로 열적 안정성을 확인한 결과, VRFB 작동 온도에서 나피온보다 높은 열적 안정성을 보였다. VRFB의 충방전 테스트 결과, Urushi가 3.2wt% 들어간 나피온의 쿨롱효율은 95.0%, 에너지효율은 91.0%으로 나피온 212를 사용한 VRFB 보다 각각 21.8%, 22.6% 증가하였다. 따라서 urushi blocking 물질이 도입된 나피온/urushi막의 VRFB 응용 가능성이 매우 높아 차세대 에너지 발전에 많은 기여가 될 것이다.
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