Membrane Journal (멤브레인)

The Membrane Society of Korea (한국막학회)
권호 표지

Durability of Cation Exchange Membrane Containing Psf (polysulfone) in the All-vanadium Redox Flow Battery

Psf (polysulfone) 함유 양이온교환막의 바나듐 레독스-흐름 전지에서의 내구성

  • 김정근 (한국에너지기술연구원 산업효율센터) ;
  • 김재철 (호서대학교 일반대학원 그린에너지공학과) ;
  • 유철휘 (호서대학교 일반대학원 그린에너지공학과) ;
  • 황갑진 (호서대학교 일반대학원 그린에너지공학과)
  • Received : 2011.04.17
  • Accepted : 2011.06.15
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

The cation exchange membrane using TPA (tungstophosphoric acid) and the block co-polymer of polysulfone and polyphenylenesulfidesulfone was prepared for a separator of all-vanadium redox flow battery. The membrane resistance of the prepared cation exchange membrane in 1mol/L $H_2SO_4$ aqueous solution was measured. The membrane resistance of the prepared Psf-PPSS and Psf-TPA-PPSS cation exchange membrane was about $0.94{\Omega}{\cdot}cm^2$. Electrochemical property of all-vanadium redox flow battery using the prepared cation exchange membrane was measured. The measured charge-discharge cell resistance of V-RFB at 4 A decreased in the order; Nafion117 < Psf-TPA-PPSS < Psf-PPSS. The durability of membrane was earried out by soaking it in $VO_2{^+}$ solution and evaluated by measuring the charge-discharge cell resistance of V-RFB with an increase of soaking time. The prepared Psf-PPSS cation exchange membrane had high durability and Psf-TPA-PPSS cation exchange membrane had almost same durability compared with Nafion117.

바나듐 레독스-흐름 전지 (V-RFB)용 격막으로 사용하기 위해 폴리설폰(psf)에 폴리페닐렌설파이드설폰(PPSS)을 블록 공중합 시킨 폴리머와 여기에 TPA (tungstophosphoric acid)를 첨가하여 양이온교환막을 제작하였다. 제작한 막은 1M $H_2SO_4$용액을 사용하여 막 저항을 평가하였다. 제작한 Psf-PPSS와 Psf-TPA-PPSS 양이온교환막의 막 저항은 약 $0.94{\Omega}{\cdot}cm^2$를 나타냈다. 제작한 양이온교환막과 Nafion117을 격막으로 사용하여 V-RFB의 전기화학적 특성을 평가하였다. 4 A의 전류에서 측정한 V-RFB의 충 방전 셀 저항은 막의 종류에 따라 Nafion117 < Psf-TPA-PPSS < Psf-PPSS 의 순서로 값이 낮았다. 막을 5가 바나듐 수용액에 침적하여 침적시간 변화에 따른 V-RFB의 총 방전 셀 저항을 측정함으로써 내구성을 평가하였다. 내구성은 제작한 Psf-PPSS 막이 가장 우수하였으며, Nafion117막과 제작한 Psf-TPA-PPSS막이 서로 동등하였다.

Keywords

References

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