| 초록 |
징크 브롬 흐름 전지가 대용량 에너지 저장장치로서 현재 세계적으로 많은 연구가 이뤄지고 있지만 기술적 제한 요소들에 대한 연구 개발이 아직 남아 있다. 기술적 제한 요소들로는 스택, 전해질, BOP(balance of plant) 등이 있으며, 이에 따른 최적화 문제로 징크 브롬 배터리 성능에 직간접적으로 영향을 끼친다. 본 논문에서는 이러한 제한 요소들 중에서 징크 브롬 배터리의 안전성과 내구성에 있어서 중요한 스택용 단전지 구성 요소들 가운데 FF(flow frame)의 재질 선정을 위한 내구성 평가를 비교 분석하였다. 실험에 사용한 단전지는 6cm2미니어처 셀로서 분리막-nafion 115 (Asahi, 127㎛), 전극- carbon felt(Toyobo, 4mm), 바이폴라플레이트-TF6(SGL, 0.6mm)로 구성되었으며, 성능평가를 위한 FF의 재질로는 PVC와 아크릴 그리고 PP가 사용되었다. 또한 단전지 운전을 위한 조건으로는 10~30mA/cm2 @30cycles 이며, 전해질은 2.25M ZnBr2, 0.5M ZnCl2 농도를 갖은 4.2 ml 솔루션으로 하였다. 브롬의 영향으로 PVC와 아크릴은 부식이 일어나 FF과 팰트가 접합되는 현상이 나타났으나 PP 재질은 브롬의 착색 현상만 나타났으며 부식으로 인한 반응은 일어나지 않았다. 또한 PVC와 아크릴은 부식으로 인한 부반응으로 에너지 효율이 84~64%에 그쳤으나, PP 재질의 에너지 효율은 88~73%로 높게 나타났다. 본 연구진의 100cm2 흐름 전지 실험에서 PVDF 재질 FF이 뛰어난 성능을 보여 앞으로 PVDF를 포함한 효율 및 내구성 평가가 필요한 것으로 보인다. |
