기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO2에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO2에 붙어 있는 아민기(-NH2)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO3-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄양이온(-NH3+)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.
기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO2에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO2에 붙어 있는 아민기(-NH2)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO3-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄 양이온(-NH3+)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.
Conventional perfluorinated sulfonic acid membrane, Nafion is widely used for vanadium redox flow battery (VRFB). It is desired to prevent vanadium ion permeation through a membrane to retain the capacity, and to keep the cell efficiency of a VRFB. Highly proton conductive and chemically stable Nafi...
Conventional perfluorinated sulfonic acid membrane, Nafion is widely used for vanadium redox flow battery (VRFB). It is desired to prevent vanadium ion permeation through a membrane to retain the capacity, and to keep the cell efficiency of a VRFB. Highly proton conductive and chemically stable Nafion membranes, however, suffer from high vanadium permeation, which induce the reduction in charge and discharge capacity by side reactions of vanadium ions. In this study, to resolve the issue, silica nanoparticles, which are functionalized with 3-aminopropyl group (fS) are introduced to enhance the long-term performance of a VRFB by lowering vanadium permeation. It is expected that amine groups on silica nanoparticles are converted to positive ammonium ion, which could deteriorate positively charged vanadium ions' crossover by Gibbs-Donnan effect. There is reduction in proton conductivity may due to acid-base complexation between fS and Nafion side chains, but ion selectivity of proton to vanadium ion is enhanced by introducing fS to Nafion membranes. With the composite membranes of Nafion and fS, VRFBs maintain their discharge capacity up to 80% at a high current density of 150 mA/㎠ during 200 cycles.
Conventional perfluorinated sulfonic acid membrane, Nafion is widely used for vanadium redox flow battery (VRFB). It is desired to prevent vanadium ion permeation through a membrane to retain the capacity, and to keep the cell efficiency of a VRFB. Highly proton conductive and chemically stable Nafion membranes, however, suffer from high vanadium permeation, which induce the reduction in charge and discharge capacity by side reactions of vanadium ions. In this study, to resolve the issue, silica nanoparticles, which are functionalized with 3-aminopropyl group (fS) are introduced to enhance the long-term performance of a VRFB by lowering vanadium permeation. It is expected that amine groups on silica nanoparticles are converted to positive ammonium ion, which could deteriorate positively charged vanadium ions' crossover by Gibbs-Donnan effect. There is reduction in proton conductivity may due to acid-base complexation between fS and Nafion side chains, but ion selectivity of proton to vanadium ion is enhanced by introducing fS to Nafion membranes. With the composite membranes of Nafion and fS, VRFBs maintain their discharge capacity up to 80% at a high current density of 150 mA/㎠ during 200 cycles.
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문제 정의
본 연구에서는 Nafion 막에 SiO2 나노입자 표면에 3-aminopropyl기가 있는 나노입자(fS)를 도입하여, SiO2의 첨가로 얻을 수 있는 효과와 아민 그룹을 도입하여 얻을 수 있는 효과를 동시에 얻고자 하였다. Fig.
그럼에도 불구하고 장기사이클을 운용할 때 방전 용량이 꾸준하게 감소하는 문제점이 대두되어 왔다. 이는 분리막으로 주로 사용하는 Nafion 막이 이루고 있는 친수성 채널을 바나듐 이온이 쉽게 투과하여 성능 감소에 영향을 주었기 때문이고, 이를 해결하기 위해 Nafion 막에 fS 입자를 물리적으로 분산하여 바나듐 이온이 쉽게 투과하는 것을 억제하고자 하였다. SEM 분석 등을 통해서 Nafion 내부에 fS 입자가 분산되는 것을 확인하였다.
제안 방법
EDXS (energy dispersive X-ray microanalysis) 분석의 경우 막의 단면을 Carl Zeiss 사의 SigmaHD를 사용하였으며, Pt coating을 진행하여 10 kV의 가속 전압 하에서 측정하였다. SEM (scanning electron microscope) 이미지의 경우 막의 단면을 Tescan 사의 Mira 3 LMU FEG로 측정하였으며, Pt coating을 진행하여 10 kV의 가속 전압으로 측정하였다.
크기로 만들어 DI water에 24시간 이상 담가 두었다. In-plane 수소이온 전도도를 측정하였으며, 4-probe 셀을 사용하여 임피던스 측정기(Solatron SI 1280B)로 임피던스 측정을 진행하였다. 수소이온 전도도는 다음 공식을 통해 계산하였다.
Nafion-fS 복합막에 실제로 fS 입자가 잘 분산되어 복합막이 실제로 잘 만들어졌는지 확인하기 위해 SEM 이미지와 함께 EDXS 스펙트럼을 분석을 진행하였고, TEM 이미지 분석도 진행하였다. Fig.
Nafion에 들어간 fS가 얼마나 효과적으로 바나듐 이온의 투과를 억제하면서도 좋은 성능을 낼 수 있는지를 확인하기 위해 바나듐 이온 투과도, 수소이온 전도도 측정을 진행하였다. 수소이온 전도도의 경우 fS 함량이 증가할수록 값이 감소하는 것을 Fig.
Nafion의 술폰기와 fS의 아민기가 실제로 이온 결합을 진행하는지를 확인하기 위해, 용액 상태와 막 상태에서의 pH와 IEC를 측정하였다. Nafion에 fS가 많이 들어갈수록 용액의 pH값은 선형적으로 증가하는 것을 Fig.
EDXS (energy dispersive X-ray microanalysis) 분석의 경우 막의 단면을 Carl Zeiss 사의 SigmaHD를 사용하였으며, Pt coating을 진행하여 10 kV의 가속 전압 하에서 측정하였다. SEM (scanning electron microscope) 이미지의 경우 막의 단면을 Tescan 사의 Mira 3 LMU FEG로 측정하였으며, Pt coating을 진행하여 10 kV의 가속 전압으로 측정하였다. TEM (transmission electron microscope) 이미지의 경우 막의 표면을 FEI 사의 Tecnai G2-20 S-Twin을 사용하여 측정을 진행하였으며, microtome 과정을 거친 샘플을 Cu 그리드 위에 올린 후 분석하였다.
SR은 부피를 기준으로, WU는 질량을 기준으로 계산하였고, 3 × 3 cm2 크기의 샘플을 제작한 뒤 진공에서 24시간 동안 건조시킨 다음 길이와 질량을 잰 후, DI water에 24시간 이상 보관 후 길이와 질량을 측정하여 다음 공식을 통해 계산하였다.
SEM (scanning electron microscope) 이미지의 경우 막의 단면을 Tescan 사의 Mira 3 LMU FEG로 측정하였으며, Pt coating을 진행하여 10 kV의 가속 전압으로 측정하였다. TEM (transmission electron microscope) 이미지의 경우 막의 표면을 FEI 사의 Tecnai G2-20 S-Twin을 사용하여 측정을 진행하였으며, microtome 과정을 거친 샘플을 Cu 그리드 위에 올린 후 분석하였다.
VRFB 성능은 single cell을 사용하여 측정하였다. 구리집전체, 촉매, 펠트, 고무 패킹, 흐름판, 전해질과 전해질탱크로 구성된 single cell은 모두 Standard Energy Co.
전원 장치는 WonAtech, WBCS3000M2 battery test system을 사용하였다. 단기 사이클의 경우 1.0~ 1.6 V 사이에서 각각 40, 60, 80, 100, 120, 150 mA/cm2의 전류 밀도로 충전 방전 사이클을 각각 5회 반복 진행하였다. 측정을 통해 쿨롱 효율(coulombic efficiency, CE), 에너지 효율(energy efficiency, EE)을 얻고 이로부터 전압 효율(voltage efficiency, VE)을 (EE) = (CE) × (VE) × 100%로부터 구하였다.
이후 40°C에서 교반하며 바나듐 이온의 농도 변화를 관찰하였다. 바나듐 이온의 농도는 UV-vis spectrometer (Agilent Technologies, Cary 8454 UV-Vis)를 사용하여 관찰하였다. 이온투과도 P는 다음 공식을 사용하여 계산하였다.
바나듐 이온의 투과도는 VO2+를 기준으로 계산하였으며, diffusion cell을 사용하여 실험을 진행하였다. 양쪽의 diffusion cell 사이에 막을 끼워 넣고, 양 셀에 각각 2 M VOSO4/3 M H2SO4 용액과 2 M MgSO4/3 M H2SO4 용액을 80 mL씩 각각 채워 넣었다.
이후 40°C에서 교반하며 바나듐 이온의 농도 변화를 관찰하였다.
입자의 분포를 좀 더 세밀하게 관찰하기 위해 TEM을 통한 분석을 진행하였고, 이를 Fig. 5에 나타내었다. Fig.
제작한 막은 마이크로미터기를 통해 두께를 측정하였고, swelling ratio (SR)와 water uptake (WU)를 각각 확인하였다. SR은 부피를 기준으로, WU는 질량을 기준으로 계산하였고, 3 × 3 cm2 크기의 샘플을 제작한 뒤 진공에서 24시간 동안 건조시킨 다음 길이와 질량을 잰 후, DI water에 24시간 이상 보관 후 길이와 질량을 측정하여 다음 공식을 통해 계산하였다.
제작한 막을 실제 VRFB에 적용하였을 때 성능의 변화를 확인하기 위해 cell test를 진행하였다. Fig.
제조한 Nafion/fS 용액을 유리판 위에 붓고 blade를 사용하여 막 두께가 50 µm가 되도록 캐스팅을 진행하였다.
측정을 통해 쿨롱 효율(coulombic efficiency, CE), 에너지 효율(energy efficiency, EE)을 얻고 이로부터 전압 효율(voltage efficiency, VE)을 (EE) = (CE) × (VE) × 100%로부터 구하였다.
캐스팅 후 상온에서 24시간 건조한 이후, 진공에서 140°C, 3시간 동안 열처리(annealing) 과정을 진행하여 막을 제작하였다.
는 각각 NaOH 용액의 농도, 부피, 건조시킨 막의 질량을 의미한다. 한편, Nafion/fS 용액의 pH는 캐스팅하기 전 용액 상태에서 pH 측정기기(Mettler Toledo, Seven Compact S220)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
Nafion/fS 용액은 ball-mill 공정을 통해 제작하였다. Ball-mill 기기는 Retsch사의 PM100 제품을 사용하였다. ZrO2로 만들어진 용기에 Nafion 용액 10 g을 넣고, fS가 순수한 Nafion (2 g)의 1, 2, 3, 4, 5% (0.
Nafion 용액은 물과 알코올 혼합 용매인 20 wt% 용액을 나노홀딩스 사로부터 구입하여 사용하였다. fS와 vanadium (IV) oxide sulfate hydrate (> 97%), magnesium sulfate (anhydrous, > 99.
Ltd.사에서 구매하였으며, 전해질은 1.6 M의 바나듐 3.5가 이온과 4 M 황산이 녹아있는 수용액을 사용하였다. 양극과 음극 전해액 모두 80 mL씩 채워 넣은 후 100 mL/min의 속도로 전해질을 흘려보내는 것으로 측정을 진행하였다.
양극과 음극 전해액 모두 80 mL씩 채워 넣은 후 100 mL/min의 속도로 전해질을 흘려보내는 것으로 측정을 진행하였다. 전원 장치는 WonAtech, WBCS3000M2 battery test system을 사용하였다. 단기 사이클의 경우 1.
성능/효과
결과적으로 실험 IEC는 이론 IEC 변화와 Fig. 6(a)에서 보이는 pH의 변화와 동일한 경향성을 보이며, 막이 생성된 이후에도 암모늄 양이온이 잘 유지되어 있음을 확인할 수 있다. 이를 통해 fS의 도입으로 용액과 막에서 모두 fS의 아민기가 암모늄 양이온으로 전환되며, 암모늄 양이온과 술폰산 음이온 간의 이온 결합이 효과적으로 생성되었음을 알 수 있다.
1 µm인 것으로 볼 때 Fig. 4(a)에서 보이는 것과 마찬가지로 fS 입자가 완전한 개별 입자의 형태로 분포하지 않고 응집되어 분산될 수 있다는 것을 다시 확인하였다. 이는 기존의 sol-gel 반응을 통해 실리카 입자를 친수성 채널 안에서 분산시킨 것과는 다르게[25-27], 본 연구에서는 fS를 물리적인 방법으로 분산하였기 때문일 것으로 예상된다.
특히, Fig. 3(b) 안의 mapping 분석에서 볼 수 있듯이 Nafion-fS-5에 Si가 퍼져있는 것을 확인할 수 있고 Si가밀집된 지역에는 F가 관찰되지 않는 것을 보아 -SO3H로 이루어진 친수성 채널 부분에 fS가 위치해 있음을 예상할 수 있다. 다만 mapping으로 관찰되는 Si 밀집 지역의 크기가 1 µm 이상인 영역도 관찰되는 것으로 보아 fS 입자가 뭉쳐 존재할 수도 있는 것을 확인하였다.
Fig. 5(c)의 이온선택도와 비교하였을 때에도 Nafion/Pristine보다 이온선택도가 커지는 Nafion-fS-3부 터 방전 용량이 개선된 것과 잘 들어맞는 것을 확인할 수 있다. 따라서 Nafion-fS는 Nafion과 비교하였을 때 에너지 효율을 유지하면서 장기적으로 에너지 손실을 줄일 수 있는 것을 확인하였다.
Nafion-fS 복합막의 기본적인 특성에 대한 정보는 Table 1에 정리하였다. Nafion-fS 복합막은 fS의 함량이 증가할수록 SR, WU는 감소하는 것을 확인하였다. 이는 실리카 입자가 친수성 채널의 내부에서 술폰기와 이온성 가교를 형성하였기 때문이며[26], fS의 입자크기가 친수성 채널보다 크더라도 Nafion/Pristine보다는 WU가 감소하는 기존의 연구결과와 일치한다[51].
5(c)에 나타내었다. Nafion-fS-2까지는 이온선택도가 감소하였으나, Nafion-fS-3부터는 오히려 증가하여 fS의 양이 많아지면 바나듐 이온만을 보다 선택적으로 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 고함량의 fS를 갖는 복합막은 바나듐 이온 억제로 인한 실질적인 이점을 얻을 수 있음을 확인하였다.
이는 분리막으로 주로 사용하는 Nafion 막이 이루고 있는 친수성 채널을 바나듐 이온이 쉽게 투과하여 성능 감소에 영향을 주었기 때문이고, 이를 해결하기 위해 Nafion 막에 fS 입자를 물리적으로 분산하여 바나듐 이온이 쉽게 투과하는 것을 억제하고자 하였다. SEM 분석 등을 통해서 Nafion 내부에 fS 입자가 분산되는 것을 확인하였다. 바나듐 이온 투과도, 수소이온 전도도, 이온선택도 분석을 통해 Nafion-fS-3부터 이온선택도가 좋아지는 것을 확인할 수 있었다.
다만 mapping으로 관찰되는 Si 밀집 지역의 크기가 1 µm 이상인 영역도 관찰되는 것으로 보아 fS 입자가 뭉쳐 존재할 수도 있는 것을 확인하였다.
이는 fS의 첨가로 인해 막의 저항 값이 증가했기 때문으로 볼 수 있으며, VE의 감소가 CE의 증가보다 더 크기 때문에 결과적으로 EE는 fS를 넣은 경우 약간 감소한 것을 확인하였다. 따라서 Nafion-fS 복합막은 EE 값을 통한 성능 변화는 미세하게 감소하지만, CE만을 봤을 때는 성능의 증가를 보여 실제 바나듐 투과 억제로 인한 효과를 보인 것을 확인할 수 있었다.
5(c)의 이온선택도와 비교하였을 때에도 Nafion/Pristine보다 이온선택도가 커지는 Nafion-fS-3부 터 방전 용량이 개선된 것과 잘 들어맞는 것을 확인할 수 있다. 따라서 Nafion-fS는 Nafion과 비교하였을 때 에너지 효율을 유지하면서 장기적으로 에너지 손실을 줄일 수 있는 것을 확인하였다.
따라서 고함량의 fS를 갖는 복합막은 바나듐 이온 억제로 인한 실질적인 이점을 얻을 수 있음을 확인하였다.
실제로 pH와 IEC의 관계를 통해 fS가 Nafion의 술폰 음이온에 영향을 주고 있음을 확인하였고 Nafion 용액에 fS를 섞어 만든 혼합물을 캐스팅하여 제작한 복합막(Nafion-fS)은 fS의 함량이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소함과 동시에 이온 선택도가 증가하였음을 확인하였다. 또한, 실제 성능 평가에서도 전기 용량이 감소하는 문제가 개선된 것을 확인하여 이온 투과도 감소에 의한 효과를 입증할 수 있었다.
SEM 분석 등을 통해서 Nafion 내부에 fS 입자가 분산되는 것을 확인하였다. 바나듐 이온 투과도, 수소이온 전도도, 이온선택도 분석을 통해 Nafion-fS-3부터 이온선택도가 좋아지는 것을 확인할 수 있었다. 실제 VRFB cell에 Nafion-fS 복합막을 도입하였을 때, Nafion-fS-3부터는 고 전류밀도에서도 에너지 효율의 변화가 거의 없는 것과 동시에 장기사이클에서 방전용량이 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 바나듐 이온 투과도는 수소이온 전도도와 조금 다른 경향을 보인다. 소량의 fS를 첨가하였을 때에는(Nafion-fS-1) 투과도가 증가하였다가 fS양이 점점 많아지면(Nafion-fS-2, 3, 4, 5) 투과도가 감소하여 Nafion-fS-3 복합막부터는 Nafion/Pristine보다 투과도가 작아지는 것을 확인하였다. Nafion-fS-1의 바나듐 이온 투과도는 4.
바나듐 이온 투과도, 수소이온 전도도, 이온선택도 분석을 통해 Nafion-fS-3부터 이온선택도가 좋아지는 것을 확인할 수 있었다. 실제 VRFB cell에 Nafion-fS 복합막을 도입하였을 때, Nafion-fS-3부터는 고 전류밀도에서도 에너지 효율의 변화가 거의 없는 것과 동시에 장기사이클에서 방전용량이 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
동시에, 양이온 자체의 특성상 같은 양이온을 밀어내는 작용을 하는 Gibbs-Donnan effect로 인해 양 전하를 띠는 바나듐 이온이 Nafion 막을 통과하는 것을 억제할 수 있을 것이라 기대하였다[45,48-50]. 실제로 pH와 IEC의 관계를 통해 fS가 Nafion의 술폰 음이온에 영향을 주고 있음을 확인하였고 Nafion 용액에 fS를 섞어 만든 혼합물을 캐스팅하여 제작한 복합막(Nafion-fS)은 fS의 함량이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소함과 동시에 이온 선택도가 증가하였음을 확인하였다. 또한, 실제 성능 평가에서도 전기 용량이 감소하는 문제가 개선된 것을 확인하여 이온 투과도 감소에 의한 효과를 입증할 수 있었다.
6%로 역시 근소하지만 Nafion-fS-4와 5의 값이 Nafion/Pristine보다 더 작은 것을 확인할 수 있다. 이는 fS의 첨가로 인해 막의 저항 값이 증가했기 때문으로 볼 수 있으며, VE의 감소가 CE의 증가보다 더 크기 때문에 결과적으로 EE는 fS를 넣은 경우 약간 감소한 것을 확인하였다. 따라서 Nafion-fS 복합막은 EE 값을 통한 성능 변화는 미세하게 감소하지만, CE만을 봤을 때는 성능의 증가를 보여 실제 바나듐 투과 억제로 인한 효과를 보인 것을 확인할 수 있었다.
6(a)에서 보이는 pH의 변화와 동일한 경향성을 보이며, 막이 생성된 이후에도 암모늄 양이온이 잘 유지되어 있음을 확인할 수 있다. 이를 통해 fS의 도입으로 용액과 막에서 모두 fS의 아민기가 암모늄 양이온으로 전환되며, 암모늄 양이온과 술폰산 음이온 간의 이온 결합이 효과적으로 생성되었음을 알 수 있다.
술폰기를 가진 양이온 교환 막(cation-exchange membrane, CEM)과 질소 함유 작용기(N-containing functional groups)를 가진 음이온 교환 막(anion-exchange membrane, AEM)을 혼합하면 술폰기와 질소 사이에서 수소를 사이에 둔 수소 결합 또는 양이온과 음이온의 이온 결합에 의한 이온성 가교(ionic crosslinking)를 생성한다. 이온성 가교가 만들어짐으로써 열적안정성이 우수해지고 물 분자를 흡수하는 정도와 이온 투과도가 감소하는 효과를 보였다. Z.
일련의 결과들을 통해, 아민기가 붙어있는 실리카의 도입을 통해 Nafion 막의 문제점이었던 바나듐 이온 투과 문제를 개선하였고 동시에 장기적인 성능에서도 기존 Nafion 막보다 좋은 성능을 이끌어 내어 ESS에 도입하기 위한 VRFB cell 성능 개선을 기대할 수 있었다.
Nafion/Pristine과 비교하였을 때는 차이가 없거나 성능이 떨어진 것으로 나타났다. 하지만 Nafion-fS-3, 4, 5의 경우에는 각각 CR이 16, 14, 17% 감소하여 방전 용량이 더 잘유지되는 것을 확인하였다. 이는 fS의 양이 많아지면 효과적으로 바나듐의 투과를 막아 그만큼 바나듐 이온이 온전하게 충전 및 방전을 진행할 수 있기 때문으로 볼 수 있다.
후속연구
동시에, 양이온 자체의 특성상 같은 양이온을 밀어내는 작용을 하는 Gibbs-Donnan effect로 인해 양 전하를 띠는 바나듐 이온이 Nafion 막을 통과하는 것을 억제할 수 있을 것이라 기대하였다[45,48-50].
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