| 초록 |
징크 브롬 흐름 전지이란 양극에는 Br2+/Br3+의 산화-환원 반응이 이용되고 음극에는 Zn/Zn2+의 산화-환원 반응이 이용되는 에너지 저장 시스템이다. 충전 시 녹아있던 아연 이온이 금속 아연으로 석출되면서 돌기 형태로 자라나며, 이렇게 석출된 아연 돌기는 단전지의 내구성 및 효율 저하를 유발한다. 또한 아연 돌기들이 Flow Frame(FF) 안에 쌓이기 시작하면서 전해질이 들어오는 유로를 막아 단전지 효율 및 내구성을 저하시킨다. 본 논문에서는 FF와 전해질 투입구의 설계를 통하여 단전지의 효율 향상에 대하여 연구하였다. 험에 사용한 단전지는 6cm2 flow cell 이며 전극-TF6,분리막- SF600, FF-Polypropylene로 구성되었다. 또한 단전지 운전을 위한 조건으로는 20mA/cm2 @ 500cycles 이다. 실험에 사용된 전해질은 2.0M ZnBr2, 0.5M ZnCl2, 0.7M MEP, 0.05wt% surfactant 농도로 30 mL를 사용하였다. 12.6mm2의 전해질 투입구와 육각형 형태의 active area를 가진 FF의 경우 Coulombic Eff.(CE)가 95.53%, Voltaic Eff.(VE)가 76.84%로 나타났으나 전해질 투입구가 좁아 실험이 진행될수록 아연이 쌓여 전해질의 흐름을 막아 효율이 하락하는 것을 확인하였다. 이를 해결하기 위하여 전해질 투입구를 60mm2으로 확장 후 active area를 사각형으로 설계한 FF으로 단전지를 제작하였을 때, CE는 96.24%, VE는 83.81%로 Energy Eff.가 약 11% 향상된 것을 확인하였다. |
