프로젝트 소개
본 과제는 차세대 에너지 저장 장치로 주목받는 바나듐 산화환원 흐름전지의 핵심 부품인 탄소펠트 전극의 성능과 수명을 획기적으로 개선하기 위한 연구임. 전극 표면에 여러 종류의 원소를 효과적으로 결합하는 기술을 개발하여 전지의 효율을 높이고 오래 사용할 수 있도록 하는 것을 목표로 함.
연구 목표는 다종원소 도핑을 통해 전압효율 87% 이상, 1,000 cycle 사용 시 에너지효율 감소율 5% 이내의 고내구성 탄소펠트 전극을 개발하는 것임. 핵심 연구 내용은 O와 N을 함유한 전구체를 활용하여 탄소펠트 표면에 다양한 기능기를 도핑하고, 유효 기능기를 최적화하여 성능 및 내구성이 향상된 전극 제조 기술을 확보하는 데 있음. 이를 통해 탄소펠트의 관통저항 5Ω·mm 이하, V4+/V5+ 산화환원 봉우리 전위차 300mV 이하를 달성하고, 단전지 적용 시 에너지효율 85% 이상, 전압효율 87% 이상, 1,000 cycle 내구평가 시 에너지효율 감소율 5% 이하를 목표로 함. 기대 효과는 외산에 의존하는 바나듐 산화환원 흐름전지용 탄소펠트 전극의 국산화를 통한 수입대체 효과 및 국내 시스템 업체의 경쟁력 향상임. 또한, 국내 부품 산업 활성화, 해외 시장 진출을 통한 수출 증대 및 고용 창출에도 크게 기여할 것으로 전망됨.