| 초록 |
징크 브롬 흐름 전지는 아연 이온과 브롬 이온의 산화 및 환원 반응을 통해 전기적 에너지가 생성되는 원리를 활용한 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이다. 아연을 음극 전해질로 사용하여 방전 시 금속 아연이 전해질 중에 아연 이온으로 녹게 되고, 충전 시 녹아있던 아연 이온이 금속 아연으로 석출된다. 이때 아연이 돌기(dendrite) 형태로 자라나며, 이렇게 석출된 아연 돌기는 배터리의 내구성 및 수명의 저하를 유발한다. 또한 자라난 징크 돌기는 분리막(membrane)을 뚫고 양극과 닿게 되면서 합선(short)을 야기시킨다. 본 논문에서는 탱크에 저장된 전해질의 용량이 단전지(cell) 안에서 생성되는 징크 돌기와의 상관관계에 대하여 연구하였다. 실험에 사용한 단전지는 6cm2 flow cell 이며 분리막- SF600 (Asahi glass, 600㎛), 전극- 바이폴라플레이트-TF6(SGL, 0.6mm), 플로우 프레임- PP(Polypropylene)로 구성되었다. 또한 단전지 운전을 위한 조건으로는 20mA/cm2@30cycles, 8ml/min 이며, 실험에 사용된 전해질은 0.5M ZnBr2, 0.11M ZnCl2, 0.17M MEP 농도의 30 ml를 사용하였다. 실험 결과 단전지 전극 표면적(:단전지 충전능력)에 비하여, 탱크에 저장되는 전해질 양이 많을 경우 또는 고농도의 전해질을 사용할 경우에 과도하게 성장된 징크 돌기로 인하여 단전지 에너지 효율이 감소할 뿐만 아니라 궁극에는 이온 분리막에 손상을 가져와 단전지 내구성이 급격이 떨어지는 것을 확인하였다. |
