탄소펠트의 열처리 온도에 따른 레독스흐름전지와 전극 특성에 미치는 영향 (Effect of the redox flow battery and electrode characteristics according to the heat treatment temperature of a carbon felt)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 24권 / 3호 / 89 ~ 95페이지
· 저자명 : 유동진, 유효성, 유현진, 유기현, 강준영, 박홍식, 최웅휘

초록

레독스흐름전지의 전극으로 사용하기 위해 ㈜CNF에서 제조한 탄소펠트를 여러 가지 온도에서 열처리하여 실험하였다. 열처리 조건에 따른 탄소펠트의 물성특성을 파악하기 위하여 BET(비표면적)와 무게감소를 측정하였고표면특성을 살펴보기 위하여 주사전자현미경(SEM)과 XPS 분석을 실시하였다. 또한 전기저항, CV(cyclic voltammetry), RFB 충방전 성능 통해 열처리 조건에 따른 전극특성에 미치는 영향을 살펴보았다.
SEM, BET분석을 통하여 탄소펠트 표면의 물성 변화를 확인하였고, XPS 분석을 통해 550℃에서 1시간 열처리한 탄소펠트의 표면에 산소 관능기가 가장 많이 부가된 것을 확인하였다. CV 실험을 수행한 결과 550℃ 열처리전극의 활성면적이 가장 컸다. 400℃, 500℃, 550℃에서 열처리한 탄소펠트를 이용하여 바나듐 레독스흐름전지를구성하고 충-방전 실험을 실시한 결과 충-방전 에너지효율이 400℃ 열처리 전극의 경우 72.9%, 500℃ 열처리전극의 경우 79.8%, 550℃ 열처리 전극의 경우 79.8%로 550℃ 열처리 전극이 가장 우수하였다.

영어초록

Carbon felts manufactured by (Co)CNF were subjected to heat treatment under different temperatures to use for the electrode of a redox-flow battery. BET and weight loss were tested to investigate the physical properties of the carbon felt according to the heat treatment conditions. SEM and XPS were also analyzed to characterize their surface area. In addition, electrical resistance, CV (cyclic voltammetry) and RFB charge on the electrode properties were examined in accordance with the heat treatment conditions with the discharge performance.
The changes of physical properties on the carbon felt surface was confirmed via SEM and BET analysis, The most addition of oxygen functional groups on the carbon felt surface was obtained when one hour heat treatment at 550℃ and it was confirmed by XPS analysis. After resulting the CV tests, the active area of the electrode was the largest at 550℃ heat treatment. The heat treatment experiment of vanadium redox flow battery using the carbon felts were tested at 400℃, 500℃ and 550℃. As a result, the charge-discharge energy efficiency of the heat treatment electrode was 72.9% and 79.8%, at 400℃ and 500℃, respectively. The efficiency of the heat treatment electrode at 550℃ was the best as 79.8% at 550℃.

참고자료

· 없음