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Development of advanced stack materials for the Zinc/Bromine redox flow battery = 아연 브롬 레독스 흐름 전지용 향상된 스택 소재 개발 연구
서명 / 저자 Development of advanced stack materials for the Zinc/Bromine redox flow battery = 아연 브롬 레독스 흐름 전지용 향상된 스택 소재 개발 연구 / Woo In Jang.
저자명 Jang Woo In ; 장우인
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2016].
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초록정보

The zinc/bromine redox flow battery is one of the promising energy storage systems for energy storage systems due to the lower cost and its higher energy density compared with other kinds of RFBs. In this study, core cell stack materials were investigated in order to improve the cell performance of zinc/bromine redox flow battery. First, a combination of homo polypropylene, CNT, and other carbon fillers for an electrode for the zinc/bromine redox flow battery was studied. Testing of this battery showed improved electrical conductivity, mechanical properties, and charge-discharge performance compared with conventional carbon-based electrodes. The result showed that a zinc/bromine redox flow battery equipped with the polypropylene carbon composite electrode with an optimum CNT content has a better performance and is more suitable than other carbon composite materials for bipolar plate of a zinc/bromine redox flow battery. Second, the new slurry coating method for cathode activation layer of the zinc/bromine redox flow battery was investigated. A higher active surface area is required for the bromine-side electrode because the overall process of bromine-side is slower than zinc-side reactions. The results showed that the new slurry coating method has successful results to improve the long term stability and the charge-discharge performance compared to the conventional coating method. In addition, new slurry coating method can be applied for the mass industrial production when commercialization. Lastly, the coated separator of the zinc/bromine redox flow battery was investigated in order to decrease bromine diffusion and increase durability resulting in the improvement of the performance of the zinc/bromine redox flow battery. As a result, it is suggested that the silica coating on the separator is a promising potential to improve the performance of the zinc/bromine redox flow battery.

아연 브롬 레독스 흐름 전지는 저비용 및 에너지밀도와 셀전압이 높아 대표적인 대용량 에너지 저장 시스템 기술이다. 본 연구에서는 아연 브롬 레독스 흐름 전지의 핵심 소재인 전극 및 분리막의 성능 향상 연구를 진행하였다. 첫 번째로, 카본나노튜브, 프로필렌 및 카본 블랙, 그래파이트, 카본 섬유 등의 카본 필러를 혼합하여 전극의 연구를 진행하였다. 기존 전극과 비교시, 카본나노튜브를 첨가함으로써 더 좋은 전기적 내부 네트워크가 형성되어 전지 내부 저항이 감소되었고, 인장 강도 및 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성과 내브롬성이 향상되었으며 전지 전압 효율 및 에너지 효율이 향상되었다. 향후 상업화 적용시 대량 생산이 가능한 장점도 있다. 두 번째로, 양극 전극 코팅하는 연구를 진행하였다. 슬러리 코팅 방법은 기존의 유동층 코팅 방법보다 균일한 코팅이 가능하며 접착력이 우수하여 내구성이 우수하다는 결과를 얻게 되었으며 전압 효율 및 에너지 효율이 향상되었다. 마지막으로, 분리막 코팅 연구를 진행하였다. 기존 상용 분리막과 비교시 분리막 표면의 거대 기공들이 감소 되었고 전지 성능 평가 결과, 분리막 코팅으로 인해 전해액의 자가 방전이 감소되었으며 전하량 효율, 에너지 효율 및 방전 전하량 향상된 것을 확인하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCBE 16049
형태사항 viii, 82 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 장우인
지도교수의 영문표기 : O Ok Park
지도교수의 한글표기 : 박오옥
수록잡지명 : "Development of a PP/Carbon/CNT Composite Electrode for the Zinc/Bromine Redox Flow Battery". Macromolecular Research, Volume 24, Issue 3, pp. 276-281(2016)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과,
서지주기 Including references
주제 activation layer
bipolar plate
carbon nanotube
separator
zinc/bromine redox flow battery
활성층
카본나노튜브
분리막
아연 브롬 레독스 흐름 전지
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