| 초록 |
에너지 저장 장치의 조건으로는 안정성, 장 수명, 소재의 리싸이클 등의 검토가 필요하다. 이들 중 레독스 플로우 전지(RFB)는 상기의 조건을 모두 만족시킬 수 있고 대용량화가 용이하여 스마트 그리드, 분산 형 전원 등에 적용이 기대 되는 에너지저장 시스템이다. 현재 가장 각광받는 RFB의 하나가 바나듐계 RFB이다. 그러나 바나듐 전지는 최근 들어 바나듐 가격의 상승과 Nafion 분리 막에서의 메탈 이온 크로스 오버 등과 같은 비 안정성 등으로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있다. 상대적으로 Ni-Zn RFB는 에너지용량, 사이클 수명 및 가격에서 이점이 있고, 하나의 전해질을 사용하며 멤브레인을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다. 또한 염기성 수계 전해질을 사용함으로써 메탈전극 사용 시 전극 부식을 방지하고 유기물계 전해질보다 온도와 열에 강해 실제 사용할 수 있는 용도가 다양해진다. 그러나 cell의 장기적인 수명을 고려할 때 음극활물질인 ZnO에 의한 dendrite 생성과 산소 발생 문제를 해결해야 할 필요성이 있다. 특히 덴드라이트 생성을 억제하기 위한 방편으로, 본 연구에서는 ZnO 결정 구조 내에 Cr을 몰 비율로 첨가한 Zn(1-x)CrxO 입자를 합성하여 음극활물질로 사용하였다. 그 결과, Zn dendrites 성장 시 Zn 격자들 사이에 Cr이온이 부분적으로 끼어 들어감으로써 덴드라이트 성장이 억제되는 것을 확인하였다. 제조된 음극 활물질 입자들은 XRD, TEM, SEM-EDAX, ELS, CV 등을 통하여 표면 물성을 측정하였다. |
