| 초록 |
바나듐 레독스 흐름 전지(vanadium redox flow battery; VRFB)는 다른 레독스 흐름 전지보다 상대적으로 높은 에너지효율과 긴 수명, 유지 보존이 뛰어나다는 많은 장점이 있으나 전극 개조를 통해 더욱 성능향상을 추구할 수 있다. 이러한 전극개조를 통한 성능향상을 위해서는 새로운 촉매를 전극에 도입해 바나듐 레독스 쌍의 산화 환원 반응을 향상시키는 방법이 효과적인 것으로 알려져있다. 본 연구에서는, 이러한 바나듐 레독스 쌍의 산화 환원 반응을 촉진시키기 위해 아민기 도핑된 탄소나노튜브 (Carbon nanotube; CNT) 기반 촉매들을 개발하고 이용하였다. 이를 위해 초기에 CNT를 산처리하고 아민기를 습식 방법으로 도핑하였다. 이러한 촉매를 이용한 초기 레독스 반응성 측정결과, 해당 촉매들은 VRFB의 양극 전해질에서의 산화 환원 반응쌍인 바나듐 4가/5가 (V4+/V5+) 산화 환원 반응을 촉진시키고 반응가역성이 증가된 것으로 분석되었다. 이러한 전기화학적 반응속도 분석 결과와 TEM, BET, XRD 및 XPS 등 광학적/분광학적 분석 결과들을 통해 해당 촉매들의 V4+/V5+ 산화 환원 반응 촉진 원인을 밝혀내었고, 본 구조를 VRFB 단전지에 적용후 충/방전 성능 테스트를 한 결과, 타 단전지 구조에 비해 우수한 에너지효율과 낮은 캐퍼시티 손실율을 얻을 수 있었다. 본 연구결과는 현재 SCI 저널에 투고되었다. |
