바나듐 레독스 흐름 전지의 시스템 효율 향상을 위한 채널 가공된 카본페이퍼 전극에 관한 연구

Abstract

바나듐 레독스 흐름전지 (Vanadium redox flow battery, VRFB)는 에너지 저장 시스템 (Energy storage system, ESS) 으로 안정성, 시스템의 대용량화의 용이성 그리고 긴 수명 등의 장점을 가지고 있어 미래 에너지 저장시스템으로써 각광받고 있다. 하지만 전극의 낮은 투과율과 전해질의 높은 점도로 인해 시스템 효율이 감소되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 전극에 직접 채널을 형성하여 투과율을 향상 시키고, 채널의 높이 대비 폭의 크기에 따라서 전극의 성능을 비교했다. 전극에 채널을 형성하였을 때, 투과율이 2배 이상 증가되었을 뿐만 아니라 전극 내부에서 전해질의 분배가 향상되어 에너지 효율이 증가되었다. 채널의 높이 대비 폭의 크기가 작아질수록 투과율이 향상되었으며, 시스템 효율 또한 높게 측정 되었다. 전류 밀도 50 $mA/cm^2$에서 채널이 없는 전극보다 채널을 형성했을 때 시스템 효율이 15% 향상되었다.