화석 연료의 고갈과 환경 오염의 문제로 인하여 신재생 에너지로의 에너지원 대체의 문제점을 보완하고 에너지 효율을 높이기 위한 에너지 저장 장치로 산화 환원 흐름 전지가 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 산화 환원 반응을 하며, 전기화학적 반응 속도가 빠르고 ...
화석 연료의 고갈과 환경 오염의 문제로 인하여 신재생 에너지로의 에너지원 대체의 문제점을 보완하고 에너지 효율을 높이기 위한 에너지 저장 장치로 산화 환원 흐름 전지가 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 산화 환원 반응을 하며, 전기화학적 반응 속도가 빠르고 가역성이 좋은 산화 환원 지시약을 이용하여 산화 환원 흐름 전지의 활물질로 적용해보고자 하였다. 산화 환원 지시약 중 Ferroin과 Neutral red를 각각 양극, 음극 활물질로 선정하여 실험을 진행하였다. 순환 전류법을 이용하여 전기화학적 안정성을 확인하였으며, 충전 및 방전 특성과 수명 실험을 진행하였다. 0.9 V 부근과 0.5 V 부근에서 충방전 전압을 보였고, 전지 실험 결과 4C의 속도로 100번째 충방전에서 99%의 충방전 효율과 90%의 용량 유지율을 보였다. 또한 확산 계수와 전기화학적 반응 속도를 측정하여 기존 RFB에 많이 연구되고 있는 all-vanadium, Zn/Br2 RFB의 활물질에 비하여 RINs 중 선정한 활물질의 확산 계수와 반응 속도가 더 빠른 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 RINs의 특성이 RFB에서도 적용되는 것을 확인하였으며 RFB의 활물질로 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
주요어: 산화 환원 흐름 전지, 신화 환원 지시약
화석 연료의 고갈과 환경 오염의 문제로 인하여 신재생 에너지로의 에너지원 대체의 문제점을 보완하고 에너지 효율을 높이기 위한 에너지 저장 장치로 산화 환원 흐름 전지가 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 산화 환원 반응을 하며, 전기화학적 반응 속도가 빠르고 가역성이 좋은 산화 환원 지시약을 이용하여 산화 환원 흐름 전지의 활물질로 적용해보고자 하였다. 산화 환원 지시약 중 Ferroin과 Neutral red를 각각 양극, 음극 활물질로 선정하여 실험을 진행하였다. 순환 전류법을 이용하여 전기화학적 안정성을 확인하였으며, 충전 및 방전 특성과 수명 실험을 진행하였다. 0.9 V 부근과 0.5 V 부근에서 충방전 전압을 보였고, 전지 실험 결과 4C의 속도로 100번째 충방전에서 99%의 충방전 효율과 90%의 용량 유지율을 보였다. 또한 확산 계수와 전기화학적 반응 속도를 측정하여 기존 RFB에 많이 연구되고 있는 all-vanadium, Zn/Br2 RFB의 활물질에 비하여 RINs 중 선정한 활물질의 확산 계수와 반응 속도가 더 빠른 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 RINs의 특성이 RFB에서도 적용되는 것을 확인하였으며 RFB의 활물질로 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.
Due to the exhaustion of fossil fuels and environmental pollution, redox flow batteries are attracting much attention as energy storage devices to supplement the problems of replacing energy sources with renewable energy and to improve energy efficiency. In this study, we aimed to apply redox i...
Due to the exhaustion of fossil fuels and environmental pollution, redox flow batteries are attracting much attention as energy storage devices to supplement the problems of replacing energy sources with renewable energy and to improve energy efficiency. In this study, we aimed to apply redox indicator with high electrochemical reaction rate and good reversibility as active material of redox flow battery. Among the redox indicators, Ferroin and Neutral red were selected as the cathode active material and the anode active material, respectively. Charge / discharge voltage at about 0.9 V and around 0.5 V, and 99% coulombic efficiency and 90% capacity retention rate at the 100th charge / discharge cycle at a rate of 4C. In addition, diffusion coefficient and electrochemical reaction rate were measured to confirm that diffusion coefficient and reaction rate of selected RINs were faster than those of all - vanadium, Zn / Br2 RFB which are widely studied in RFB. Through the present study, it was confirmed that the characteristics of RINs were applied to RFB and it was confirmed that it exhibited excellent characteristics as an active material of RFB.
keyword: redox flow battery, redox indicator
Due to the exhaustion of fossil fuels and environmental pollution, redox flow batteries are attracting much attention as energy storage devices to supplement the problems of replacing energy sources with renewable energy and to improve energy efficiency. In this study, we aimed to apply redox indicator with high electrochemical reaction rate and good reversibility as active material of redox flow battery. Among the redox indicators, Ferroin and Neutral red were selected as the cathode active material and the anode active material, respectively. Charge / discharge voltage at about 0.9 V and around 0.5 V, and 99% coulombic efficiency and 90% capacity retention rate at the 100th charge / discharge cycle at a rate of 4C. In addition, diffusion coefficient and electrochemical reaction rate were measured to confirm that diffusion coefficient and reaction rate of selected RINs were faster than those of all - vanadium, Zn / Br2 RFB which are widely studied in RFB. Through the present study, it was confirmed that the characteristics of RINs were applied to RFB and it was confirmed that it exhibited excellent characteristics as an active material of RFB.
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