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수소화 붕소 나트륨 (NaBH4) 과 이산화탄소의 환원을 이용한 바나듐 레독스 흐름전지용 탄소 촉매 개발
Development of Boron Doped Carbon Using CO2 Reduction with NaBH4 for Vanadium Redox Flow Battery 원문보기

전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society, v.21 no.1, 2018년, pp.1 - 5  

한만호 (연세대학교 화공생명공학과) ,  김한성 (연세대학교 화공생명공학과)

초록
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본 연구에서는 수소화 붕소 나트륨 ($NaBH_4$)를 이용하여 고온에서 이산화탄소 ($CO_2$)를 환원시켜 붕소가 도핑된 카본을 제조하였고, 이를 카본 펠트에 코팅하여 바나듐 레독스 흐름전지용 전극으로 적용하였다. 전기화학적 성능 평가 결과, 순수 카본펠트 대비 붕소 도핑된 카본으로 코팅된 카본펠트의 가역성이 약 20% 향상되었고 전하 전달 저항이 60% 감소하였다. 충/방전 결과에서는, 에너지 밀도와 에너지 효율이 각각 21%와 12.4% 향상되었다. 이러한 결과는 $CO_2$를 환원시켜 제조한 탄소가 레독스 흐름전지용 전극소재로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, boron - doped carbon was prepared by reducing carbon dioxide ($CO_2$) at high temperature by using sodium borohydride ($NaBH_4$). The boron - doped carbon was coated on carbon felt and applied as an electrode for a vanadium redox battery cell. As a result of elec...

주제어

#Vanadium redox flow battery   # $CO_2$ reduction   #Boron doped carbon   #Boron functional group   #Sodium borohydride  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 로 고온에서 환원하여 붕소 도핑된 탄소를 제조하였고, 이를 카본펠트에 코팅하여 VRFB 용 전극을 제조하였다. 이렇게 제조된 탄소 촉매의 물리적 및 전기화학적 특성을 분석하여 VRFB 적용 가능성을 살펴보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
바나듐 레독스 흐름전지는 무엇인가? 바나듐 레독스 흐름전지 (vanadium redox flow battery, VRFB)는 양극과 음극에 바나듐을 사용하고, 바나듐의 산화, 환원 반응을 이용해 화학에너지를 전기에너지로 저장하는 이차전지다.1) 전지의 충전과 방전이 진행될 때, 바나듐의 레독스 반응은 전극의 표면에서 일어나기 때문에 VRFB의 에너지 효율은 전극의 전기화학적 활성에 영향을 받는다.
카본펠트의 장점은 무엇인가? VRFB에는 일반적으로 카본펠트가 전극으로 사용된다. 카본펠트는 다공성 구조를 가지고 있어 전해질이 원활하게 흐를 수 있다는 장점이 있다. 또한, 내산성이 크기 때문에 산성의 전해질을 사용하는 VRFB 시스템에 적합하다.
카본펠트가 VRFB 시스템에 적합한 이유는 무엇인가? 카본펠트는 다공성 구조를 가지고 있어 전해질이 원활하게 흐를 수 있다는 장점이 있다. 또한, 내산성이 크기 때문에 산성의 전해질을 사용하는 VRFB 시스템에 적합하다.4) 그러나 카본펠트는 제조과정의 특성상 발수성이 강하며 전기화학적 활성이 높지 않다는 문제점이 있다.
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