• 멤브레인
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• 제31권5호
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• pp.351-362
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• 2021

전 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)는 유망한 대용량 에너지 저장 기술 중 하나이다. 이온교환막은 VRFB의 충·방전 성능 및 내구성을 좌우하는 핵심 구성 요소이다. 본 연구에서는 기존 탄화수소계 이온교환막의 단점을 보완하기 위해 우수한 물리적 및 화학적 안정성을 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체의 세공에 불소부가 포함된 탄화수소계 이오노머를 충진하는 방식으로 세공충진 음이온교환막(PFAEMs)을 제조하였다. 얇은 다공성 PTFE 지지체의 사용으로 전기적 저항을 현저히 낮출 수 있었으며 PTFE 지지체의 사용과 더불어 충진 이오노머에 불소부를 도입함으로써 막의 산화 안정성을 크게 향상시킬 수 있었다. 충·방전 성능 평가 결과, PFAEM에 불소부의 함량이 증가할수록 높은 전류 효율을 나타내었으며 낮은 전기적 저항으로 상용막 대비 우수한 전압 효율 및 에너지 효율을 보였다. 또한, 산화 안정성 및 충·방전성능의 관점에서 소수성 PTFE 지지체의 사용이 더 바람직함을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-6
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• 2002

졸-겔법을 이용하여 미량의 은이 도핑된 $Ag_xV_2O_5$ xerogel(x=0.06, 0.11, 0.22)을 합성하여 리튬이차전지용 양극 소재로서 전기화학적 특성을 연구하였다. $Ag_xV_2O_5$ xerogel은 무정형의 층상구조로 열처리하면 orthorhombic 구조로 전환되었으며, 표면구조는 $V_2O_5$와 유사한 단위체가 서로 얽혀 일정한 방향으로 성장하여 비등방성 fibril을 형성하고 있다. $Li/Ag_xV_2O_5$ xerogel셀의 전지 용량(specific capacity)은 10mA/g의 방전율에서 평균 359mAh/g, 싸이클 효율 $94\%$이상이었으며, 바나듐산화물에 첨가된 미량의 은에 의해 전기화학적 특성이 향상되었다. NMR실험으로 서로 다른 환경의 $Li^{+}$이온이 전극에 존재함을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.113-119
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• 2021

본 연구에서는 유기환원제로 포름산과 촉매로 PtD/C를 사용하여 불순물이 없는 고품질 V^3.5+ 전해질을 생산하였고 이를 VRFB에 적용하였다. PtD/C 촉매의 잘 배향된 3D 수상 돌기 구조는 포름산 산화 반응과 바나듐 환원 반응에 높은 활성을 보여 주었다. 그 결과 PtD/C의 촉매 전환율은 2.73 mol g^-1 h^-1로 polyol방법을 제조된 Pt/C의 전환율 1.67 mol g^-1 h^-1보다 더 높았다. 또한 VRFB 충방전 실험에서 촉매 반응으로 생성된 V^3.5+ 전해질은 전해 방법으로 제조 된 표준V^3.5+전해질과 동일한 성능을 보여 줌으로서 VRFB의 전해질로 사용 가능함을 증명하였다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.89-95
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• 2015

레독스흐름전지의 전극으로 사용하기 위해 (주)CNF에서 제조한 탄소펠트를 여러 가지 온도에서 열처리하여 실험하였다. 열처리 조건에 따른 탄소펠트의 물성특성을 파악하기 위하여 BET(비표면적)와 무게감소를 측정하였고 표면특성을 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 $550^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 탄소펠트의 표면에 산소 관능기가 가장 많이 부가된 것을 확인하였다. CV 실험을 수행한 결과 $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 활성면적이 가장 컸다. $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리한 탄소펠트를 이용하여 바나듐 레독스흐름전지를 구성하고 충-방전 실험을 실시한 결과 충-방전 에너지효율이 $400^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 72.9%, $500^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%, $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%로 $550^{\circ}C$ 열처리 전극이 가장 우수하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.123-126
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• 2002

레독스-흐름 2차 전지는 레독스 쌍이 녹아있는 수용액을 탱크에 저장한 다음 펌프로 유통형 전해 셀에 공급해 충방전하는 2차 전지의 한 종류이며, 종래의 2차 전지와는 다른 재생형 연료전지 중의 하나이다[1]. 이러한 전지의 원리는 19세기말부터 알려져 있었지만, 중량과 용적이 컸기 때문에 소형화, 경량화가 중시되는 2차 전지로서는 부적당하였고, 수용액을 사용하기 때문에 기전력이 낮다는 결점이 있었다.(중략)

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1993년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.63-64
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• 1993

레독스-흐름 2차전지는 발전소의 잉여전력, 태양전지 및 전기자동차 등 응용 분야가 넓은 유망한 에너지 저장 방법의 하나이다[1,2]. Fe-Cr계 2차전지와 비교하여 수소 가스의 발생이 없고 양쪽 액의 확산에의한 혼합으로 전지의 용량이 떨어지지 않고 rebalance의 필요가 없는 등 많은 장점을 가지고 있으며 조작이 간단하며 기전력 (1,4 V)과 에너지 밀도가 높기 때문에 compact화가 가능하다[1].

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.214-215
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• 2019

최근 신재생에너지 시스템의 보급 및 확산에 따라 자가발전시스템에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 도시의 빌딩에 에너지를 효율적으로 공급 및 관리하기 위해 다양한 발전원의 하이브리드 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 태양광(PV, Photovoltaic), 연료전지(FC, Fule Cell), 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB, Vanadium Pedox Flow Battery)를 사용하여 도시형에 적합한 빌딩용 신재생에너지 하이브리드 발전/저장 시스템을 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.178-179
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• 2016

본 논문에서는 바나듐 레독스 플로우 배터리의 동작원리를 설명하고, C-rate에 따른 특성 분석을 하였다. 전해질 양이 18mL, 22mL일 때 0.1C, 0.3C, 0.5C, 0.7C, 0.9C, 1.0C로 전류의 크기에 변화를 주어 용량을 측정한 후 비교 분석하였다. 더불어 HPPC(Hybrid pulse power characterization) 실험에서 1.0C 일 때 잔존 용량(State-of-charge, SOC)의 변화에 따른 저항을 추출하였고 분석하였다. 그 결과 바나듐 레독스 플로우 배터리의 효율 분석을 위한 파라미터 값을 확인하였다.

• 태양에너지
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• 제17권2호
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• pp.43-53
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• 1997

Characteristics and properties of batteries applicable to the photovoltaic system are described in this paper. The use of a number of different types of batteries and designs depends on the many and varied requirements for battery power and the different environmental and electrical conditions under which they must operate. Most of the batteries used in PV systems are lead/acid batteries, though nickel/cadmium batteries are used for small applications in locations with extreme climates or where high reliability is essential such as spacecraft. The vanadium redox battery has been acknowledged as a promising energy storage system for a wide range of applications.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.338-338
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• 2015

VRFB(Vanadium Redox Flow Battery)는 바나듐계 이온을 전해질로 사용하는 레독스 흐름 전지로, 전해질의 양이 전지의 용량을 결정하기 때문에 주로 대용량의 전력이 필요한 플랜트 등에서 주로 사용하는 전지이다. 이 VRFB내에는 Current collector의 부식 방지용으로 두꺼운 Graphite판을 BP(Bipolar plate)로 사용한다. 플랜트에서는 대용량 전지를 필요로 하여 Single stack으로는 사용되기 어렵고, Multi stack으로 주로 사용한다. Multi stack의 경우, 수 백장의 BP가 들어가 전지의 부피가 매우 커지게 되고, 이에 본 연구에서는 BP의 두꺼운 Graphite를 얇은 $TiO_2$ 기판으로 교체하여 성능을 비교하는 연구를 진행하였다. Ti 금속기판을 양극산화법으로 $TiO_2$ 나노튜브 구조를 만든 후, $TiO_2$의 전도도 향상을 목적으로 $IrO_2$를 코팅하였다. 결과적으로 기존의 Graphite에 비해 전기화학적 특성이 향상되었음을 확인하였으며, Cell test를 통해 VRFB의 성능을 평가하였다.