KR102235379B1 - Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same - Google Patents
Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102235379B1 KR102235379B1 KR1020200109725A KR20200109725A KR102235379B1 KR 102235379 B1 KR102235379 B1 KR 102235379B1 KR 1020200109725 A KR1020200109725 A KR 1020200109725A KR 20200109725 A KR20200109725 A KR 20200109725A KR 102235379 B1 KR102235379 B1 KR 102235379B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- vanadium
- cathode
- reducing agent
- ions
- supplying
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
- H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 바나듐 전해액 제조방법, 이를 이용하여 제조된 전해액 및 이를 이용하는 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바나듐 레독스 흐름전지 용도의 전해액 제조방법, 이를 이용하여 제조된 전해액 및 이를 이용하는 바나듐 레독스 흐름전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a vanadium electrolyte, an electrolyte prepared using the same, and a battery using the same, and more particularly, a method for preparing an electrolyte for a vanadium redox flow battery, an electrolyte prepared using the same, and a vanadium redox flow using the same It is about the battery.
전 세계적으로 에너지 수요가 급증하고 있고 화석 연료의 사용에 따른 환경오염 및 지구온난화에 대한 문제의식이 커지면서 신재생에너지가 미래의 에너지원으로 주목 받고 있다. 하지만 신재생에너지는 기후 환경에 따른 출력 변동이 커서 안정적인 전력 공급이 불가능하여 전력수급 계획을 수립하는데 큰 어려움이 있다. 에너지저장 없이 신재생에너지 발전량 비율이 10%를 상회할 경우 전체 전력망의 불안정으로 인해 전력품질에 심각한 피해를 끼치게 된다. 최근의 연구들에 따르면 전력망에 연계되는 신재생에너지 발전량 비율의 한계는 10~15%로 추정된다.New and renewable energy is attracting attention as the energy source of the future as the global demand for energy is rapidly increasing and the awareness of environmental pollution and global warming caused by the use of fossil fuels is growing. However, since renewable energy has a large output fluctuation according to the climatic environment, it is impossible to supply stable power, so there is a great difficulty in establishing a power supply and demand plan. If the ratio of renewable energy generation exceeds 10% without energy storage, the power quality is seriously damaged due to instability of the entire power grid. According to recent studies, it is estimated that the limit of the ratio of the generation amount of renewable energy connected to the power grid is 10 to 15%.
이에 대한 해결방안으로 소비되지 않은 전력을 저장하였다가 전력이 필요한 시기에 공급하는 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System)의 중요성이 전 세계적으로 대두되고 있다. ESS는 전력을 생산하는 발전소부터 소비자까지의 전력망계 전반에 걸쳐 다양한 용도로 사용될 수 있는데, ESS를 이용하여 경부하(야간) 때 유휴전력을 저장하고 과부하(주간) 때 사용함으로써 부하 평준화(Load leveling)를 통해 전력 운영의 최적화가 가능하다.As a solution to this, the importance of an energy storage system (ESS) that stores unconsumed power and supplies it when power is needed is emerging worldwide. ESS can be used for various purposes across the entire grid system from power plants to consumers. ESS is used to store idle power at light loads (nighttime) and load leveling by using it at overloads (daytime). ), it is possible to optimize the power operation.
또한 첨두부하감소(Peak shaving)를 통해 발전사업자 측면에서는 발전소 건설비, 송배전 설치비 등의 설비 투자를 절감할 수 있고 사용자는 전력 소요비용을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 예비전력을 확보하여 여름 및 겨울철의 전력 피크 및 대규모의 정전 사고 등에도 효과적으로 대응할 수 있다. 특히 세계적인 추세인 스마트그리드(Smart Grid)는 현재 공급에서 수요의 단방향으로 이루어지는 전력 공급방식을 양방향으로 바꾸어 생산자와 소비자가 전력을 주고받을 수 있도록 하는 것인데, ESS는 스마트그리드의 핵심 요소로 신재생에너지 등 분산전원의 불안정한 전력 공급을 효율적으로 제어할 수 있고 가정 및 회사에서 충전된 전력을 피크 타임 때 사용하거나 전력회사에 판매가 가능하게 한다.In addition, through peak shaving, power generation companies can reduce facility investments such as power plant construction costs and transmission and distribution installation costs, and users can reduce power consumption costs. In addition, reserve power can be secured to effectively respond to power peaks in summer and winter and large-scale power outages. In particular, the smart grid, a global trend, is to enable producers and consumers to exchange power by changing the power supply method in one direction from current supply to demand. ESS is a key element of the smart grid. It is possible to efficiently control the unstable power supply of distributed power supplies, and to use the electric power charged in homes and businesses at peak times or to sell them to electric power companies.
ESS를 위한 기술로는 2차전지, 슈퍼커패시터, 플라이휠, 압축공기 에너지저장, 양수발전 등 다양한 기술들이 존재하는데, 플라이휠이나 슈퍼커패시터는 장수명의 장점을 가지고 있으나 방전시간 10분 이하의 짧은 시간 동안 에너지를 공급하는 용도에 최적화되어 있어 긴 시간 에너지를 저장하는 용도로는 적합하지 않다. 양수발전이나 압축공기 에너지저장은 지리적인 제약이 존재하며 초기 구축비용이 매우 높아 설치 용이성이 떨어지는 단점이 있다.As technologies for ESS, there are various technologies such as secondary battery, supercapacitor, flywheel, compressed air energy storage, and pumped-up power generation. Flywheel and supercapacitors have the advantage of long life, but energy for a short period of less than 10 minutes discharge time. It is optimized for the use of supplying and is not suitable for storing energy for a long time. Pumped-up power generation or compressed air energy storage has a geographical limitation, and its initial construction cost is very high, and thus its ease of installation is inferior.
따라서 지리적 제약이 없고 다양한 용량의 설치가 가능한 2차전지 방식이 ESS를 위한 기술로 가장 주목 받고 있다. 그 중에서도 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB, Vanadium Redox Flow Battery)는 수명이 2만 사이클 및 20년으로 매우 길고, 출력과 에너지를 완벽하게 독립적으로 설계할 수 있어 2시간 이상의 출력지속시간을 갖는 장주기 ESS용 2차전지 중 가장 유력한 기술로 거론되고 있다.Therefore, the rechargeable battery method, which has no geographical restrictions and can be installed with various capacities, is drawing the most attention as a technology for ESS. Among them, the Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) has a very long life of 20,000 cycles and 20 years, and the output and energy can be designed completely independently, so a long-cycle ESS with an output duration of more than 2 hours. It is being discussed as the most powerful technology among secondary batteries for use.
바나듐 레독스 흐름전지는 기존의 리튬이온전지 기반의 2차 전지와 달리 전해액에 용해되어 있는 바나듐 이온에 의해서 전기가 충전 방전되는 시스템이다. 바나듐 레독스 흐름전지는 전지의 용량과 출력 특성이 배터리 스택과 전해액 탱크에 의해 서로 독립적으로 구성되어 있어서 전지 설계가 자유롭고 공간적인 제약이 적다. 또한 바나듐 레독스 흐름전지는 전해액이 황산 형태의 수용액으로 구성되어지기 때문에 화재에 안전한 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)로 주목 받고 있는 배터리 시스템이다.Vanadium redox flow battery is a system in which electricity is charged and discharged by vanadium ions dissolved in an electrolyte, unlike conventional lithium-ion battery-based secondary batteries. In the vanadium redox flow battery, the capacity and output characteristics of the battery are independently composed of each other by the battery stack and the electrolyte tank, so the battery design is free and there are few space restrictions. In addition, the vanadium redox flow battery is a battery system attracting attention as a fire-safe energy storage system (ESS) because the electrolyte is composed of an aqueous solution in the form of sulfuric acid.
현재 VRFB 가격은 리튬이온전지 대비 용량 기준으로 두배 이상이며 VRFB 가격구조에서 바나듐 전해액은 약 40%를 차지하며 이중 75% 가량이 바나듐 원료 가격이다. 따라서 경제적인 VRFB용 바나듐 원료 확보 및 바나듐 전해액 제조 공정 개발이 필요하다. 현재 상용화된 바나듐 전해액 제조 공정은 V2O5 분말을 황산 용액에 첨가하고 이후 환원제를 첨가하여 V(Ⅳ)용액을 제조한 다음 바나듐 환원 셀 음극 및 양극에 대칭적으로 공급하여 전기분해 공정을 통하여 음극에서 V(Ⅲ)/V(Ⅳ) 용액을 제조하는데 한편 양극에서는 V(Ⅳ)/V(Ⅴ)이 제조되어 이를 전해액 제조에 활용하기 위해서는 다시 화학적으로 환원시켜 재공급하는 문제가 있어 효율이 70% 이하이고 제조 시간이 길고 높은 제조 비용 등의 단점을 갖는다. 또한 선행기술로 V2O5 분말을 직접 바나듐 환원 셀의 음극에만 비대칭적으로 공급하고 양극에는 황산용액을 첨가하여 양극에서 물 분해반응에 의하여 생성된 전자로 인하여 음극에서 바나듐이 환원되는 시스템이 존재한다. 하지만 물분해 반응은 이론적으로 1.2 V이상에서 발생하며 실제적으로는 2.3 V이상의 전압을 인가하여야 하며 이로 인하여 전극 소재로 카본 소재는 사용될 수 없으며 DSA 또는 백금 전극과 같은 고가의 전극 소재가 필요하며 반응 속도가 느려 효율이 낮은 상황이다.Currently, VRFB price is more than double the capacity of lithium-ion battery, and vanadium electrolyte accounts for about 40% of VRFB price structure, of which 75% is the price of vanadium raw material. Therefore, it is necessary to secure economical vanadium raw materials for VRFB and develop a vanadium electrolyte manufacturing process. In the currently commercialized vanadium electrolyte manufacturing process, V 2 O 5 powder is added to the sulfuric acid solution and then a reducing agent is added to prepare a V(IV) solution, and then symmetrically supplied to the cathode and anode of the vanadium reduction cell through an electrolysis process. V(III)/V(Ⅳ) solutions are prepared at the cathode, while V(IV)/V(Ⅴ) is prepared at the anode, and there is a problem of chemically reducing and resupplying them again to use them in the manufacture of electrolytes, so efficiency is increased. It is less than 70%, has a long manufacturing time, and has disadvantages such as high manufacturing cost. In addition, as a prior art, V 2 O 5 powder is directly supplied asymmetrically to the cathode of the vanadium reduction cell, and sulfuric acid solution is added to the anode to reduce vanadium at the cathode due to electrons generated by water decomposition reaction at the anode. do. However, the water decomposition reaction theoretically occurs at 1.2 V or higher, and in practice, a voltage higher than 2.3 V must be applied. For this reason, carbon material cannot be used as an electrode material, and expensive electrode materials such as DSA or platinum electrode are required. Is slow and the efficiency is low.
2차전지와 관련하여 국내 등록 특허 제10-1180770호는 증류수에 바나듐 화합물을 첨가하여 교반시키고, 이에 환원제를 첨가한 후에 인산을 첨가하여 제조되는 레독스 흐름전지 전해액 제조방법을 개시한다.Regarding the secondary battery, Korean Patent No. 10-1180770 discloses a method for preparing a redox flow battery electrolyte prepared by adding and stirring a vanadium compound to distilled water, and adding phosphoric acid after adding a reducing agent thereto.
그리고 국내 공개 특허 제10-2019-0102532호는 바나듐 전구체, 환원제 및 산성 용액을 혼합하여 제조된 바나듐 용액을 촉매와 반응시켜 3가에서 5가 사이의 가수를 가지는 바나듐 용액을 제조하는 단계를 포함하는 바나듐 레독스 흐름전지용 고순도 전해액의 제조방법을 개시한다.And Korean Patent Publication No. 10-2019-0102532 includes the step of preparing a vanadium solution having a valence between trivalent and pentavalent by reacting a vanadium solution prepared by mixing a vanadium precursor, a reducing agent, and an acidic solution with a catalyst. Disclosed is a method of preparing a high purity electrolyte for a vanadium redox flow battery.
그런데 위에 소개된 제조방법들은, 전해액의 제조에 많은 시간이 소비되고, 귀금속 촉매가 사용되어야 하는 단점을 가지고 있다는 점에서, 바나듐 레독스 흐름전지용 전해액의 제조방법에 관한 종래의 기술의 문제점이 거론되고 있다.However, in the manufacturing methods introduced above, in that a lot of time is consumed in preparing an electrolyte solution and a noble metal catalyst has to be used, the problem of the conventional technology related to the manufacturing method of an electrolyte solution for a vanadium redox flow battery is discussed. have.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 과제는, 화학물질의 접촉을 최소화하고, 최소의 단순한 공정을 통해 순도 높은 전해액을 제조하는 것이다.One object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to minimize the contact of chemical substances, and to manufacture a high purity electrolyte through a minimal and simple process.
본 발명의 일 과제는, 낮은 전압에서도 환원반응이 일어나도록 함으로써 저가의 카본 소재를 활용하여 전해액을 제조하는 것으로 기존의 VRFB 시스템을 활용하여 제조하는 것이다.An object of the present invention is to produce an electrolyte solution using a low-cost carbon material by allowing a reduction reaction to occur even at a low voltage, and is manufactured using an existing VRFB system.
본 발명의 일 과제는, 바나듐 원료 물질로서 분말 및 용액 등 다양한 형태의 바나듐 원료를 이용하여 전해액을 제조하는 것이다.An object of the present invention is to prepare an electrolyte solution using various types of vanadium raw materials such as powders and solutions as vanadium raw materials.
본 발명의 일 과제는, 음극 바나듐 용액의 산화수를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 공정을 통해 전해액을 제조하는 것이다.An object of the present invention is to prepare an electrolyte solution through a process capable of monitoring the oxidation number of the negative electrode vanadium solution in real time.
본 발명의 일 과제는, 전해액의 제조 후에도 양극의 잔류물인 황산 용액을 재활용 할 수 있고, 양극 부산물인 산소 또는 음극 부산물인 수소를 활용할 수 있는 공정을 통해 전해액을 제조하는 것이다.An object of the present invention is to prepare an electrolyte through a process in which the sulfuric acid solution, which is a residue of the positive electrode, can be recycled even after the preparation of the electrolyte, and oxygen as a positive electrode by-product or hydrogen as a negative electrode by-product can be utilized.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액의 제조방법은, 전지(cell)의 음극(cathode)에 바나듐 원료 물질을 공급하는 단계; 전지의 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계; 및 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계;를 포함하도록 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention includes: supplying a vanadium raw material to a cathode of a cell; Supplying a reducing agent to the anode of the battery; And generating vanadium ions at the cathode.
또한, 음극은, 바나듐 환원 전지(vanadium reduction cell)의 음극이고, 양극은, 바나듐 환원 전지의 양극에 해당할 수 있다.In addition, the negative electrode may correspond to a negative electrode of a vanadium reduction cell, and the positive electrode may correspond to a positive electrode of a vanadium reduction cell.
또한, 음극 및 양극 중에서 적어도 하나는 카본 소재의 전극에 해당할 수 있다.In addition, at least one of the cathode and the anode may correspond to an electrode made of a carbon material.
또한, 바나듐 환원 전지는, 비대칭 바나듐 환원 전지에 해당할 수 있다.In addition, the vanadium reduction battery may correspond to an asymmetric vanadium reduction battery.
또한, 바나듐 원료 물질을 공급하는 단계는, 산화수 5 및 4의 바나듐 화합물 및 바나듐 산화물 중에서 적어도 하나가 분산 또는 용해된 산 용액을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of supplying the vanadium raw material may include supplying an acid solution in which at least one of a vanadium compound having 5 and 4 oxidation numbers and a vanadium oxide is dispersed or dissolved.
또한, 바나듐 원료 물질을 공급하는 단계는, 황산, 염산 및 인산 중 하나를 포함하는 산 용액을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, supplying the vanadium raw material may include supplying an acid solution containing one of sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid.
또한, 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는, 황산, 염산 및 인산 중 하나를 포함하는 산 용액을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, supplying the reducing agent to the anode may include supplying an acid solution containing one of sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid.
또한, 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는, 과산화수소, 메탄올, 에탄올, 포름 중 하나를 포함하는 환원제를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, supplying the reducing agent to the anode may include supplying a reducing agent including one of hydrogen peroxide, methanol, ethanol, and form.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 음극에서 환원반응을 포함할 수 있다.In addition, the step of generating vanadium ions at the cathode may include a reduction reaction at the cathode.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 음극에서 바나듐 이온의 환원반응을 포함할 수 있다.In addition, the step of generating vanadium ions at the negative electrode may include a reduction reaction of vanadium ions at the negative electrode.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 양극에서 환원제의 산화 반응에 대응하여 발생할 수 있다.In addition, the step of generating vanadium ions at the cathode may occur in response to an oxidation reaction of the reducing agent at the anode.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 바나듐 V(Ⅱ), V(Ⅲ) 이온 및 V(Ⅳ) 이온을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, generating vanadium ions at the cathode may include generating vanadium V(II), V(III) ions, and V(IV) ions.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 바나듐 V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는 바나듐 이온을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, generating vanadium ions at the cathode may include generating vanadium ions having a molar ratio of vanadium V(III)/V(IV)=1.
또한, 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는, 2.0V이하의 전압에서 발생할 수 있다.In addition, the step of generating vanadium ions at the cathode may occur at a voltage of 2.0V or less.
또한, 전지의 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는, 산 용액에 첨가된 CR/nCV=1 (CR: 양극 환원제 총 mole 수, n: 환원제 1 mole 산화 반응에 따른 발생 전자 mole 수, CV=: 음극 바나듐의 mole 수) 이상의 환원제를 공급하는 단계를 포함할 수 있다In addition, the step of supplying a reducing agent to the anode of the battery is C R /nC V =1 added to the acid solution (C R : total number of moles of the positive electrode reducing agent, n: 1 mole of reducing agent electron mole generated by oxidation reaction) Number, C V =: number of moles of negative electrode vanadium) or more may include supplying a reducing agent
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액은, 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에서의 환원제 산화반응을 통해 음극에 제공된 바나듐 원료 물질로부터 환원된 바나듐 이온을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention comprises vanadium ions reduced from the vanadium raw material provided to the negative electrode through oxidation of a reducing agent at the anode of the vanadium reduction cell. It is done.
또한, 바나듐 이온은, V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는다.In addition, the vanadium ion has a molar ratio of V(III)/V(IV)=1.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전지는, 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에서의 환원제 산화반응을 통해 음극에 제공된 바나듐 원료 물질로부터 환원된 바나듐 이온이 함유된 바나듐 전해액을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a battery according to an embodiment of the present invention comprises a vanadium electrolyte containing vanadium ions reduced from a vanadium raw material provided to the negative electrode through oxidation of a reducing agent at an anode of a vanadium reduction cell. It characterized in that it includes.
상기 바나듐 이온은, V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는다.The vanadium ion has a molar ratio of V(III)/V(IV)=1.
여기서, 용어 V(Ⅲ)는 산화수 3가의 바나듐 이온을 의미하고, 용어 V(Ⅳ)는 산화수 4가의 바나듐 이온을 의미한다.Here, the term V(III) means a vanadium ion having a trivalent oxide number, and the term V(IV) means a vanadium ion having a tetravalent oxide number.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in "Specific Contents for Carrying out the Invention" and the attached "Drawings".
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and/or features of the present invention, and methods of achieving them will become apparent with reference to various embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited only to the configuration of each embodiment disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only each embodiment disclosed in the present specification makes the disclosure of the present invention complete, and the present invention It should be understood that the present invention is provided to completely inform the scope of the present invention to those skilled in the art to which it belongs, and that the present invention is only defined by the scope of each claim in the claims.
본 발명에 의하면, 화학물질과의 접촉이 최소화되어 고순도의 바나듐 전해액이 제조될 수 있다.According to the present invention, a high purity vanadium electrolyte can be prepared by minimizing contact with chemical substances.
또한, 낮은 전압에서 바나듐 환원반응이 진행되어 전극으로 저가의 카본 소재가 활용될 수 있다.In addition, since the vanadium reduction reaction proceeds at a low voltage, a low-cost carbon material can be used as an electrode.
또한, 음극에 분말 및 용액 등의 다양한 형태의 바나듐 원료가 활용될 수 있다.In addition, various types of vanadium raw materials such as powder and solution may be used for the negative electrode.
또한, 제조에 전기화학 반응을 이용하기 때문에 반응성 제어가 용이하다.In addition, since an electrochemical reaction is used for manufacturing, it is easy to control the reactivity.
또한, 음극 바나듐 용액 산화수의 실시간 모니터링이 가능하다.In addition, real-time monitoring of the oxidized water of the cathode vanadium solution is possible.
또한, 양극에서 사용되는 황산 용액이 재활용될 수 있다.In addition, the sulfuric acid solution used in the anode can be recycled.
또한, 바나듐 환원 공정 중 발생하여 채집된 산소 및 수소가 다양한 용도로 활용될 수 있다.In addition, oxygen and hydrogen generated and collected during the vanadium reduction process can be used for various purposes.
또한, 본 발명에 의한 바나듐 환원 공정은 폐바나듐 전해액 재생 및 회수 용도로 활용될 수 있다.In addition, the vanadium reduction process according to the present invention can be used for regeneration and recovery of waste vanadium electrolyte.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액 제조방법의 공정도이다.
도 2a는 제1 실험에서 과산화수소 농도에 따라 발생하는 전류 값을 나타내는 그래프이다.
도 2b는 제1 실험에서 과산화수소 농도에 따른 음극 바나듐 용액의 UV-VIS 결과이다.
도 2c는 제1 실험에서 과산화수소 농도에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.
도 2d는 제1 실험에서 제조된 전해액의 시간 경과에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.
도 3a는 제2 실험에서 인가 전압에 따른 전류 발생 결과이다.
도 3b는 전압에 변화를 준 제2 실험에서 촬영된 사진이다.
도 3c는 제2 실험에서 첨가된 환원제에 따른 전류 발생 결과이다.
도 3d는 환원제에 변화를 준 제2 실험에서 촬영된 사진이다.
도 3e는 제3 실험에서 전압 및 환원제 변화에 따른 음극 바나듐 용액의 UV-VIS 결과이다.
도 4a는 음극의 바나듐 산화수 조사에 관한 제3 실험에서 촬영된 사진이다.
도 4b는 제3 실험에서 전류 발생 결과이다.
도 4c는 제3 실험에서 제조된 바나듐 전해액의 시간 경과에 따른 음극 바나듐 전해액의 UV-VIS 결과이다.
도 4d는 제3 실험에서 제조된 바나듐 전해액의 시간 경과에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention.
2A is a graph showing a current value generated according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
2B is a UV-VIS result of the negative electrode vanadium solution according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
2C shows mole% of V(III) according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
2D shows mole% of V(III) over time of the electrolyte solution prepared in the first experiment.
3A is a result of current generation according to an applied voltage in a second experiment.
3B is a picture taken in a second experiment in which voltage is changed.
3C is a result of current generation according to the reducing agent added in the second experiment.
3D is a photograph taken in the second experiment in which the reducing agent was changed.
3E is a result of UV-VIS of a negative electrode vanadium solution according to a voltage and a reducing agent change in a third experiment.
4A is a photograph taken in a third experiment on irradiation of vanadium oxide water of a cathode.
4B is a result of current generation in the third experiment.
4C is a UV-VIS result of the negative electrode vanadium electrolyte over time of the vanadium electrolyte prepared in the third experiment.
4D shows the mole% of V(III) over time of the vanadium electrolyte prepared in the third experiment.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before describing the present invention in detail, terms or words used in the present specification should not be interpreted as being unconditionally limited to a conventional or dictionary meaning, and in order for the inventor of the present invention to describe his or her invention in the best way It should be understood that the concepts of various terms can be appropriately defined and used, and furthermore, these terms or words should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used in the present specification are only used to describe the preferred embodiments of the present invention, and are not intended to specifically limit the content of the present invention, and these terms refer to various possibilities of the present invention. It should be noted that this is a term defined in consideration.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.In addition, in this specification, it should be understood that the singular expression may include a plural expression unless clearly indicated in a different meaning in the context, and may include the singular meaning even if similarly expressed as a plural number. .
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout the present specification, when a component is described as "including" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component unless otherwise indicated. It can mean that you can do it.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, when a component is described as "existing inside or connected to and installed" of another component, the component may be directly connected to or installed in contact with another component, and It may be installed spaced apart by a distance, and in the case of installation spaced apart by a certain distance, a third component or means may exist for fixing or connecting the component to other components. It should be noted that a description of the elements or means of 3 may be omitted.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when a component is described as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no third component or means.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions describing the relationship between each component, such as "between" and "directly between", or "neighbor to" and "directly neighbor to" have the same effect. Should be interpreted as.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, in the present specification, terms such as "one side", "the other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc., if used, this one constituent element for one constituent element It is used in order to be clearly distinguishable from other components, and it should be noted that the meaning of the component is not limitedly used by such terms.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, terms related to positions such as "upper", "lower", "left", and "right" in the present specification, if used, should be understood as indicating a relative position in the drawing with respect to the corresponding component, These position-related terms should not be understood as referring to absolute positions unless absolute positions are specified for their positions.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in the present specification, in specifying the reference numerals for each component of each drawing, the same reference numerals for the same components even if the components are indicated in different drawings, that is, the same reference throughout the specification. The symbols indicate the same components.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to the present specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention are partially exaggerated, reduced, or omitted in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention or for convenience of description. It may have been described, and therefore its proportion or scale may not be exact.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.Further, in the following description of the present invention, a detailed description of a configuration that is determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, for example, a known technology including the prior art, may be omitted.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the related drawings.
2차 전지, 예를 들어 바나듐 레독스 흐름 전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에 사용되는 전해액을 제조하는 공정은 높은 경제성과 높은 순도의 물질을 얻기 위해 공정이 단순하게 구성되어야 한다. 그리고 공정에 사용되는 화학 물질의 수와 양이 적고, 화학 물질과의 접촉이 최소화됨으로써 공정의 진행 속도가 빨라야 한다.The process of manufacturing an electrolyte solution used in a secondary battery, for example, a vanadium redox flow battery (VRFB), has to have a simple process in order to obtain a material of high economic efficiency and high purity. In addition, the number and amount of chemicals used in the process is small, and the contact with the chemicals is minimized, so that the process progresses quickly.
갈바닉 전지(galvanic cell, or voltaic cell)의 바나듐 레독스 흐름 전지(vanadium redox flow batteries, VRFB)의 양극(cathode)에서는 환원반응이 일어나고, VRFB의 음극(anode)에서는 산화반응이 일어나다. 반면에 전기분해 전지(electrolytic cell)인 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에서는 산화반응이 일어나고, 바나듐 환원 셀의 음극(cathode)에서는 환원반응이 일어나는 것이 특징이다.A reduction reaction occurs at the cathode of a vanadium redox flow battery (VRFB) of a galvanic cell (or voltaic cell), and an oxidation reaction occurs at the anode of VRFB. On the other hand, an oxidation reaction occurs at the anode of the vanadium reduction cell, which is an electrolytic cell, and a reduction reaction occurs at the cathode of the vanadium reduction cell.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 VRFB의 구성요소에 해당하는 바나듐 전해액은 바나듐 환원 셀에 전기를 통하여 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a vanadium electrolyte solution corresponding to a component of VRFB may be manufactured through electricity in a vanadium reduction cell.
바나듐 환원 셀(vanadium reduction cell)의 음극(cathode)에는 바나듐 원료 물질이 공급될 수 있다. 바나듐 원료 물질로서 산화수 5나 4를 갖는 바나듐 화합물 및 바나듐 산화물 중에서 적어도 하나가 선택될 수 있다. 그리고 선택된 바나듐 원료 물질은 황산 용액과 혼합되어 분산 및 용해 상태로 공급될 수 있다.A vanadium raw material may be supplied to a cathode of a vanadium reduction cell. As the vanadium raw material, at least one of a vanadium compound and a vanadium oxide having an oxidation number of 5 or 4 may be selected. In addition, the selected vanadium raw material may be mixed with a sulfuric acid solution and supplied in a dispersed and dissolved state.
다음으로 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에 환원제 과산화수소(H2O2)가 공급될 수 있다.Next, a reducing agent hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) may be supplied to the anode of the vanadium reduction cell.
그리고 환원반응을 통해 음극에서 바나듐 이온이 생성될 수 있다. 여기서, 환원반응은 양극에서의 과산화수소의 산화 반응에 의하여 발생될 수 있다. 즉, 환원반응은, 음극에서 발생하는 바나듐 이온의 환원반응에 해당할 수 있다. 환원반응을 통해 바나듐 이온이 생성될 수 있다. 즉, 바나듐 V(Ⅱ), V(Ⅲ) 이온 및 V(Ⅳ) 이온이 생성될 수 있다.In addition, vanadium ions may be generated at the cathode through a reduction reaction. Here, the reduction reaction may be generated by an oxidation reaction of hydrogen peroxide at the anode. That is, the reduction reaction may correspond to a reduction reaction of vanadium ions occurring in the cathode. Vanadium ions may be generated through a reduction reaction. That is, vanadium V(II), V(III) ions, and V(IV) ions may be generated.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액 제조방법에서 바나듐 V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는 바나듐 이온이 생성되는 것을 특징으로 한다.In the method for preparing a vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention, vanadium ions having a molar ratio of vanadium V(III)/V(IV)=1 are generated.
여기서, 바나듐 환원 셀은, 음극에만 바나듐 원료 물질이 공급되는 비대칭 바나듐 환원 셀에 해당될 수 있다.Here, the vanadium reduction cell may correspond to an asymmetric vanadium reduction cell in which a vanadium raw material is supplied only to the cathode.
또한, 음극에서 바나듐 이온 생성에 있어서, 2.0V이하의 전압에서 카본 소재의 전극을 이용하는 환원반응을 통해 바나듐 이온이 생성될 수 있다.In addition, in generating vanadium ions at the cathode, vanadium ions may be generated through a reduction reaction using an electrode made of a carbon material at a voltage of 2.0 V or less.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액 제조방법에 의해 제조된 바나듐 전해액은, 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에서의 과산화수소(H2O2) 산화반응을 통해 음극에 제공된 바나듐 원료 물질로부터 환원된 V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는 바나듐 이온을 포함하는 것을 특징으로 한다.The vanadium electrolyte prepared by the vanadium electrolyte manufacturing method according to an embodiment of the present invention is reduced from the vanadium raw material provided to the cathode through hydrogen peroxide (H 2 O 2) oxidation reaction at the anode of the vanadium reduction cell. It is characterized by containing vanadium ions having a molar ratio of V(III)/V(IV)=1.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전지는, 바나듐 환원 셀의 양극(anode)에서의 과산화수소(H2O2) 산화반응을 통해 음극에 제공된 바나듐 원료 물질로부터 환원된 V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는 바나듐 이온이 함유된 바나듐 전해액을 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery according to an embodiment of the present invention is V(III)/V(IV) reduced from the vanadium raw material provided to the negative electrode through the oxidation reaction of hydrogen peroxide (H 2 O 2) at the anode of the vanadium reduction cell. It is characterized in that it comprises a vanadium electrolyte containing vanadium ions having a molar ratio of =1.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액 제조방법은, 비대칭 바나듐 환원 셀의 음극에 바나듐 원료 물질이 공급되고 양극에는 황산용액에 산화반응이 용이한 과산화수소가 첨가되고 양극에서 물 분해반응(Eo = +1.23 V) 대신 과산화수소 산화 반응(Eo = +0.69 V)이 발생하고, 이에 의하여 음극에서 바나듐이 환원되는, 황산 이외에 화학물질이 직접 접촉되지 않는 바나듐 전해액 제조 방법을 제공한다.In the method for preparing a vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention, a vanadium raw material is supplied to a cathode of an asymmetric vanadium reduction cell, and hydrogen peroxide, which is easily oxidized, is added to a sulfuric acid solution to the anode, and water decomposition reaction (E o = Instead of +1.23 V), a hydrogen peroxide oxidation reaction (E o = +0.69 V) occurs, whereby vanadium is reduced at the cathode, thereby providing a method for preparing a vanadium electrolyte in which chemical substances other than sulfuric acid are not directly contacted.
바나듐 전해액 제조방법에 관한 제1 실험에 대해 설명하기로 한다.The first experiment on the method of manufacturing a vanadium electrolyte will be described.
제1 실험은 공급되는 과산화수소의 농도에 따라 반응 결과가 어떻게 나타나는지를 설명한다.The first experiment explains how the reaction results appear depending on the concentration of hydrogen peroxide supplied.
VOSO4xH2O 55.62g을 3M 황산 용액 0.5L에 첨가하여 V(Ⅳ) 용액을 제조 한 다음 50 mL를 고분자 멤브레인(Nafion117)을 활용한 VRFB single cell(5 cm2 * 5 cm2, carbon felt 전극)의 음극에 10 mL/min 속도로 공급하고 양극에는 3M 황산/과산화수소(0 ~ 3.0 M) 용액을 같은 속도로 공급하였으며 인가 전압 1.2 V에서 3,600초 동안 반응한 후 음극 바나듐의 산화수를 조사하였다.Add 55.62 g of VOSO 4 xH 2 O to 0.5 L of 3M sulfuric acid solution to prepare a V(IV) solution, and then add 50 mL of VRFB single cell (5 cm 2 * 5 cm 2 , carbon felt) using a polymer membrane (Nafion117). Electrode) was supplied to the negative electrode at a rate of 10 mL/min, and a 3M sulfuric acid/hydrogen peroxide (0 to 3.0 M) solution was supplied to the positive electrode at the same rate, and after reacting at an applied voltage of 1.2 V for 3,600 seconds, the oxidation number of the negative electrode vanadium was investigated. .
바나딜 셀페이트(Vanadyl sulfate)는 0 ≤ X ≤ 6 인 화학식 VOSO4xH2O를 갖는 바나듐의 무기 화합물의 집합을 기술한다. 이 흡습성 청색 고체는 실험실에서 가장 일반적인 바나듐 공급원 중 하나이며 높은 안정성을 나타낸다.Vanadyl sulfate describes a set of inorganic compounds of vanadium having the formula VOSO 4 xH 2 O with 0≦X≦6. This hygroscopic blue solid is one of the most common sources of vanadium in the laboratory and exhibits high stability.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바나듐 전해액 제조방법의 공정도이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a vanadium electrolyte according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 바나듐 환원 셀의 음극에는 V(바나듐)-원료 물질과 황산(H2SO4) 용액이 공급된다. 그리고 바나듐 환원 셀의 양극에는 과산화수소(H2O2), 황산(H2SO4) 용액이 공급된다. 바나듐 환원 셀은 양극에서 일어나는 과산화수소의 산화 작용의 결과로서 산소, 수소 이온과 전자를 생성한다 (1). 그리고 바나듐 환원 셀은 양극에서 발생된 전자에 의해 음극에서 일어나는 환원 작용의 결과로서 바나듐 이온을 생성한다.Referring to FIG. 1, a V (vanadium)-raw material and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution are supplied to the cathode of the vanadium reduction cell. In addition, a solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is supplied to the anode of the vanadium reduction cell. The vanadium reduction cell produces oxygen, hydrogen ions and electrons as a result of the oxidation of hydrogen peroxide at the anode (1). And the vanadium reduction cell generates vanadium ions as a result of the reduction action occurring at the cathode by electrons generated at the anode.
H2O2 → O2 + 2H+ + 2e- Eo = +0.69 V (1)H 2 O 2 → O 2 + 2H + + 2e - E o = +0.69 V (1)
VO2 + + 2H+ + e- → VO2+ + H2O Eo = +1.00 V (2) VO 2 + + 2H + + e - →
VO2+ + 2H+ + e- → V3+ + H2O Eo = +0.34 V (3) VO 2+ + 2H + + e - →
V3+ + e- → V2+ Eo = -0.14 V (4) V 3+ + e - → V 2+ E o = -0.14 V (4)
도 2a는 제1 실험에서 과산화수소의 농도에 따라 발생하는 전류 값을 나타내는 그래프이다.2A is a graph showing a current value generated according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
도 2a를 참조하면, 첨가되는 과산화수소의 농도가 0.25M 이상에서는 전류가 안정적으로 발생하지만 과산화수소가 낮은 농도에서는 전류값이 감소하였다. 이는 과산화 수소가 부족 할 경우 반응이 원활하게 진행되지 않음을 의미한다.Referring to FIG. 2A, when the concentration of added hydrogen peroxide is 0.25M or more, the current is stably generated, but the current value is decreased when the concentration of hydrogen peroxide is low. This means that if hydrogen peroxide is insufficient, the reaction does not proceed smoothly.
도 2b는 제1 실험에서 과산화수소 농도에 따른 음극 바나듐 용액의 UV-VIS 결과이다.2B is a UV-VIS result of the negative electrode vanadium solution according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
도 2b를 참조하면, 도 2b는 양극에 과산화수소가 첨가되지 않을 경우(과산화수소 농도 0) V(Ⅲ)의 특성 피크가 나타나지 않아 V(Ⅲ) 이온 생성은 과산화수소와 관련 있음을 나타내고 있다.Referring to FIG. 2B, FIG. 2B shows that when hydrogen peroxide is not added to the anode (hydrogen peroxide concentration is 0), the characteristic peak of V(III) does not appear, so that the generation of V(III) ions is related to hydrogen peroxide.
도 2c는 제1 실험에서 과산화수소 농도에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.2C shows mole% of V(III) according to the concentration of hydrogen peroxide in the first experiment.
도 2c를 참조하면, 도 2c는 과산화수소 농도가 높아져도 V(Ⅲ) 이온의 양이 비례해서 증가하지 않는 결과는 반응 속도에 제약이 있음을 나타내고 있다. 이러한 제약은 음극 전극 표면에서의 가스 발생과 관련 있음을 의미한다.Referring to FIG. 2C, FIG. 2C shows that even when the hydrogen peroxide concentration is increased, the result that the amount of V(III) ions does not increase proportionally indicates that the reaction rate is limited. This restriction implies that it is related to gas generation at the surface of the cathode electrode.
도 2d는 제1 실험에서 바나듐 이온 생성 이후 시간 경과에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.2D shows mole% of V(III) over time after generation of vanadium ions in the first experiment.
도 2d를 참조하면, 도면 2d는 과산화수소 3M 조건에서 제조된 V(Ⅲ)/V(Ⅳ) 용액은 시간이 경과함에도 안정적으로 비율이 유지됨을 나타낸다.Referring to FIG. 2D, FIG. 2D shows that the ratio of the V(III)/V(IV) solution prepared under 3M hydrogen peroxide condition is stably maintained over time.
바나듐 전해액 제조방법에 관한 제2 실험에 대해 설명하기로 한다.A second experiment on the method for manufacturing a vanadium electrolyte will be described.
제2 실험은 환원제로 과산화수소를 이용할 경우 바나듐 환원 셀에 인가하는 전압에 따른 반응 결과와 양극에 공급되는 환원제의 종류에 따라 반응 결과가 어떻게 나타나는지를 설명한다.The second experiment explains how the reaction result according to the voltage applied to the vanadium reduction cell and the type of the reducing agent supplied to the anode when hydrogen peroxide is used as a reducing agent is displayed.
V2O5 분말 1.819 g를 5M 황산 40 mL에 첨가 한 다음, 이를 고분자 멤브레인(Nafion117)을 활용한 VRFB single cell(5 cm2 * 5 cm2, carbon felt 전극)의 음극에 10 mL/min 속도로 공급하고 양극에는 5M 황산 20 mL에 과산화수소 용액(35 wt%) 20 mL를 혼합한 후 같은 속도로 공급하였으며 전압은 0.8 V ~ 1.5 V를 10,000 초 동안 인가한 후 음극 바나듐의 산화수를 조사하였다. 그리고 다른 환원제로 메탄올, 에탄올, 포름산이 이용되었으며 전압은 1.2 V에서 10,000 초 동안 인가한 후 음극 바나듐의 산화수를 조사하였다.Add 1.819 g of V 2 O 5 powder to 40 mL of 5M sulfuric acid, and then add this to the cathode of a VRFB single cell (5 cm 2 * 5 cm 2 , carbon felt electrode) using a polymer membrane (Nafion117) at a rate of 10 mL/min. 20 mL of hydrogen peroxide solution (35 wt%) was mixed with 20 mL of 5M sulfuric acid to the positive electrode, and then supplied at the same rate. After applying a voltage of 0.8 V to 1.5 V for 10,000 seconds, the oxidation number of the negative electrode vanadium was investigated. In addition, methanol, ethanol, and formic acid were used as other reducing agents. After applying the voltage at 1.2 V for 10,000 seconds, the oxidation number of the negative electrode vanadium was investigated.
V2O5는 오산화바나듐(Vanadium pentoxide)으로서 VRFB용 바나듐 전해액 제조의 저가의 바나듐 원료 물질로 사용된다.V 2 O 5 is vanadium pentoxide, which is used as an inexpensive vanadium raw material for vanadium electrolyte production for VRFB.
도 3a는 제2 실험에서 인가 전압에 따른 전류 발생 결과이다.3A is a result of current generation according to an applied voltage in a second experiment.
도 3a를 참조하면, 미세한 차이는 있으나 인가 전압이 높을수록 발생 전류 값이 높음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3A, although there is a slight difference, it can be seen that the higher the applied voltage, the higher the generated current value.
도 3b는 전압에 변화를 준 제2 실험에서 촬영된 사진이다.3B is a picture taken in a second experiment in which voltage is changed.
도 3b를 참조하면, 도면 3b는 인가 전압 0.8 V ~ 1.5 V에서 전압이 커질수록 사진에서 보듯이 용액의 색이 파란색에서 녹색으로 바뀌는데 이는 전압이 커질수록 V(Ⅲ)양 증가함을 의미한다.Referring to FIG. 3B, in FIG. 3B, the color of the solution changes from blue to green as shown in the photo as the voltage increases at an applied voltage of 0.8 V to 1.5 V, which means that the amount of V(III) increases as the voltage increases.
도 3c는 제2 실험에서 첨가된 환원제에 따른 전류 발생 결과이다.3C is a result of current generation according to the reducing agent added in the second experiment.
도 3c를 참조하면, 인가 전압 1.2 V에서 양극에 환원제로 과산화수소가 첨가된 경우에는 전류가 안정적으로 발생하지만 다른 환원제 및 환원제가 첨가되지 않은 경우는 전류가 급격히 감소하며 이는 양극에서 산화 반응이 원활히 진행되지 않음을 의미한다. 또한 1.2 V 이상에서 과산화수소 이외의 환원제들도 산화반응이 진행되어 효과가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 3C, when hydrogen peroxide is added as a reducing agent to the anode at an applied voltage of 1.2 V, current is stably generated, but when other reducing agents and reducing agents are not added, the current rapidly decreases, which causes the oxidation reaction to proceed smoothly at the anode. It means not. In addition, at 1.2 V or higher, reducing agents other than hydrogen peroxide may also undergo oxidation reactions, resulting in effects.
도 3d는 환원제에 변화를 준 제2 실험에서 촬영된 사진이다.3D is a photograph taken in the second experiment in which the reducing agent was changed.
도 3d를 참조하면, 도면 3d는 인가 전압 1.2 V에서 환원제로 과산화수소의 이외의 환원제가 첨가되거나 환원제가 첨가되지 않은 경우에 사진에서 보듯이 용액의 색이 파란색을 나타내었는데 이는 1.2 V에서 과산화수소만이 환원제로 효과가 있음을 의미한다.Referring to FIG. 3D, FIG. 3D shows that the color of the solution is blue as shown in the photo when a reducing agent other than hydrogen peroxide is added or no reducing agent is added as a reducing agent at an applied voltage of 1.2 V. This is only hydrogen peroxide at 1.2 V. It means that it is effective as a reducing agent.
도 3e는 제2 실험에서 음극 바나듐 용액의 UV-VIS 결과이다.3E is a UV-VIS result of the negative electrode vanadium solution in the second experiment.
도 3e를 참조하면, 과산화수소를 첨가한 경우 인가 전압 0.8 V ~ 1.5 V에서 제조된 바나듐 용액의 UV-vis 결과 인가 전압이 커질수록 V(Ⅲ)의 특성 피크의 강도가 커지는데 이는 V(Ⅲ)양이 많아짐을 의미한다. 다른 환원제 및 환원제가 첨가되지 않은 경우에는 V(Ⅳ)의 피크 특성만 나타났다.Referring to FIG. 3e, when hydrogen peroxide is added, the intensity of the characteristic peak of V(III) increases as the applied voltage increases as a result of UV-vis of the vanadium solution prepared at an applied voltage of 0.8 V to 1.5 V. It means that the amount is increased. When no other reducing agent and reducing agent were added, only the peak characteristic of V(IV) was observed.
바나듐 전해액 제조방법이 사용된 제3 실험에 대해 설명하기로 한다.A third experiment in which the vanadium electrolyte manufacturing method was used will be described.
제3 실험은 장시간 동안 바나듐 환원 셀을 운전한 결과가 어떻게 나타나는지를 설명한다.The third experiment explains how the results of operating the vanadium reduction cell for a long time appear.
V2O5 분말 13.78 g를 3M 황산 100 mL에 첨가 한 다음, 이를 고분자 멤브레인(Nafion117)을 활용한 VRFB single cell(5 cm2 * 5 cm2, carbon felt 전극)의 음극에 10 mL/min 속도로 공급하고 양극에는 3M 황산/3M 과산화수소 용액 100 mL를 같은 속도로 공급하였으며 전압은 1.2 V에서 4시간 10분 동안 인가한 후 음극 바나듐의 산화수를 조사하였다.Add 13.78 g of V 2 O 5 powder to 100 mL of 3M sulfuric acid, and then add this to the cathode of a VRFB single cell (5 cm 2 * 5 cm 2 , carbon felt electrode) using a polymer membrane (Nafion117) at a rate of 10 mL/min. And 100 mL of 3M sulfuric acid/3M hydrogen peroxide solution was supplied to the anode at the same rate, and the voltage was applied at 1.2 V for 4 hours and 10 minutes, and then the oxidation number of the cathode vanadium was investigated.
도 4a는 음극의 바나듐 산화수 조사에 관한 제3 실험에서 촬영된 사진이다.4A is a photograph taken in a third experiment on irradiation of vanadium oxide water of a cathode.
도 4b는 제3 실험에서 전류 발생 결과이다. 도 4b를 참조하면, 운전 시간 5,000 초 이상에서 안정적인 전류값을 나타내는데 이는 바나듐 환원 셀 시스템이 안정적으로 작동함을 의미한다.4B is a result of current generation in the third experiment. Referring to FIG. 4B, a stable current value is shown at an operation time of 5,000 seconds or more, which means that the vanadium reduction cell system operates stably.
도 4c는 제3 실험에서 시간 경과에 따른 음극 바나듐 전해액의 UV-VIS 결과이다.4C is a UV-VIS result of the negative electrode vanadium electrolyte solution over time in the third experiment.
도 4c를 참조하면, V(Ⅲ) 이온의 파장은 410nm에서 높게 나타나며 시간 경과에 따라서 V(Ⅲ)과 V(Ⅲ) 이온 특성 피크의 상대적인 값이 유지됨을 나타내었다.Referring to FIG. 4C, the wavelength of V(III) ions appears high at 410 nm, indicating that the relative values of the peaks of V(III) and V(III) ions are maintained over time.
도 4d는 제3 실험에서 시간 경과에 따른 mole % of V(Ⅲ)을 나타낸다.4D shows mole% of V(III) over time in the third experiment.
도 4d를 참조하면, 제조된 바나듐 용액내의 V(Ⅲ) mole %는 약 52%이었으며 일주일 동안 안정적으로 비율이 유지되는 것으로 나타났다.Referring to Figure 4d, the V(III) mole% in the prepared vanadium solution was about 52%, and it was found that the ratio was stably maintained for a week.
이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 화학물질과의 접촉이 최소화되어 고순도의 바나듐 전해액이 제조될 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a high purity vanadium electrolyte may be manufactured by minimizing contact with a chemical substance.
또한, 낮은 전압에서 바나듐 환원반응이 진행되어 전극으로 저가의 카본 소재가 활용될 수 있어 기존 VRFB 시스템이 활용될 수 있다.In addition, since the vanadium reduction reaction proceeds at a low voltage, an inexpensive carbon material can be used as an electrode, so that the existing VRFB system can be used.
또한, 음극에 분말 및 용액 등의 다양한 형태의 바나듐 원료가 활용될 수 있다.In addition, various types of vanadium raw materials such as powder and solution may be used for the negative electrode.
또한, 제조에 전기화학 반응을 이용하기 때문에 반응성 제어가 용이하다.In addition, since an electrochemical reaction is used for manufacturing, it is easy to control the reactivity.
또한, 음극 바나듐 용액 산화수의 실시간 모니터링이 가능하다.In addition, real-time monitoring of the oxidized water of the cathode vanadium solution is possible.
또한, 양극에서 사용되는 황산 용액이 재활용될 수 있다.In addition, the sulfuric acid solution used in the anode can be recycled.
또한, 바나듐 환원 공정 중 발생하여 채집된 산소 및 수소가 다양한 용도로 활용될 수 있다.In addition, oxygen and hydrogen generated and collected during the vanadium reduction process can be used for various purposes.
또한, 바나듐 환원 공정은 폐바나듐 전해액 재생 및 회수 용도로 활용될 수 있다.In addition, the vanadium reduction process may be used for regeneration and recovery of waste vanadium electrolyte.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.In the above, various preferred embodiments of the present invention have been described with some examples, but the description of various various embodiments described in the "Specific Contents for Carrying out the Invention" section is merely exemplary, and the present invention is Those of ordinary skill in the relevant technical field will well understand from the above description that various modifications of the present invention can be implemented or equivalent implementation of the present invention can be performed.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to complete the disclosure of the present invention, and is generally used in the technical field to which the present invention pertains. It should be understood that it is provided only to fully inform the scope of the present invention to those skilled in the art, and that the present invention is only defined by each claim of the claims.
Claims (19)
상기 전지의 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계; 및
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계;
를 포함하도록 구성되는,
바나듐 전해액 제조방법.Supplying a vanadium raw material to a cathode of a cell;
Supplying a reducing agent to the anode of the battery; And
Generating vanadium ions at the cathode;
It is configured to include,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극은,
바나듐 환원 전지(vanadium reduction cell)의 음극이고,
상기 양극은,
상기 바나듐 환원 전지의 양극에 해당하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
The cathode,
It is a negative electrode of a vanadium reduction cell,
The anode,
Corresponding to the positive electrode of the vanadium reduction battery,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극 및 양극 중에서 적어도 하나는 카본 소재의 전극에 해당하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
At least one of the negative electrode and the positive electrode corresponds to an electrode made of a carbon material,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 바나듐 환원 전지는,
비대칭 바나듐 환원 전지에 해당하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 2,
The vanadium reduction battery,
Corresponding to an asymmetric vanadium reduction battery,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 바나듐 원료 물질을 공급하는 단계는,
산화수 5+ 또는 4+ 갖는 바나듐 화합물 및 바나듐 산화물 중에서 적어도 하나가 용해 또는 분산된 산 용액을 공급하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
The step of supplying the vanadium raw material,
Comprising the step of supplying an acid solution in which at least one of a vanadium compound and vanadium oxide having an oxidation number of 5+ or 4+ is dissolved or dispersed,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 바나듐 원료 물질을 공급하는 단계는,
황산, 염산 및 인산 중 하나를 포함하는 산 용액을 공급하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
The step of supplying the vanadium raw material,
Comprising the step of supplying an acid solution comprising one of sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는,
황산, 염산 및 인산 중 하나를 포함하는 산 용액을 공급하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
The step of supplying a reducing agent to the anode,
Comprising the step of supplying an acid solution comprising one of sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는,
과산화수소, 메탄올, 에탄올, 포름산 중 하나를 포함하는 환원제를 공급하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
The step of supplying a reducing agent to the anode,
Comprising the step of supplying a reducing agent containing one of hydrogen peroxide, methanol, ethanol, formic acid,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
상기 음극에서 환원반응을 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Including a reduction reaction in the cathode,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
상기 음극에서 바나듐 이온의 환원반응을 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Including a reduction reaction of vanadium ions in the cathode,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
상기 양극에서 환원제의 산화 반응에 대응하여 발생하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Occurs in response to the oxidation reaction of the reducing agent in the anode,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
바나듐 V(Ⅱ), V(Ⅲ) 및 V(Ⅳ) 이온을 생성하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Including the step of generating vanadium V(II), V(III) and V(IV) ions,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
바나듐 이온 간에 V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는 바나듐 이온을 생성하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Including the step of generating vanadium ions having a molar ratio of V (III) / V (IV) = 1 between vanadium ions,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 음극에서 바나듐 이온을 생성하는 단계는,
2.0V이하의 전압에서 발생하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
Generating vanadium ions in the cathode,
Occurs at voltages below 2.0V,
Vanadium electrolyte manufacturing method.
상기 전지의 양극(anode)에 환원제를 공급하는 단계는, 산 용액에 (CR·n) > CV·(N 0-3.5) (CR: 양극 환원제 총 mole 수, n: 환원제 1 mole 산화 반응에 따른 발생 전자 mole 수, CV=: 음극 바나듐의 mole 수, N o: 음극 바나듐의 산화수)에 해당하는 환원제를 공급하는 단계를 포함하는,
바나듐 전해액 제조방법.The method of claim 1,
In the step of supplying a reducing agent to the anode of the battery, (C R · n)> C V · ( N 0 -3.5) to the acid solution (C R : total number of moles of the positive electrode reducing agent, n: oxidizing 1 mole of the reducing agent) Comprising the step of supplying a reducing agent corresponding to the number of moles of electrons generated according to the reaction, C V =: mole number of negative vanadium, N o: oxidation number of negative vanadium),
Vanadium electrolyte manufacturing method.
바나듐 전해액.Containing vanadium ions reduced from the vanadium raw material provided to the cathode through the oxidation reaction of the reducing agent at the anode of the vanadium reduction cell,
Vanadium electrolyte.
상기 바나듐 이온은,
V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는,
바나듐 전해액.The method of claim 16,
The vanadium ion is,
Having a molar ratio of V(III)/V(IV)=1,
Vanadium electrolyte.
전지.Containing a vanadium electrolyte containing vanadium ions reduced from a vanadium raw material provided to the negative electrode through a reducing agent oxidation reaction at the anode of the vanadium reduction cell,
battery.
상기 바나듐 이온은,
V(Ⅲ)/V(Ⅳ)=1의 몰 비율을 갖는,
전지.The method of claim 18,
The vanadium ion is,
Having a molar ratio of V(III)/V(IV)=1,
battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200109725A KR102235379B1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200109725A KR102235379B1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102235379B1 true KR102235379B1 (en) | 2021-04-02 |
Family
ID=75466464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200109725A KR102235379B1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102235379B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101355A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 롯데케미칼 주식회사 | Method and system for preparing vanadium electrolytic solution |
| WO2023101338A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 롯데케미칼 주식회사 | Method for preparing vanadium electrolyte solution |
| KR20240081192A (en) | 2022-11-30 | 2024-06-07 | 롯데케미칼 주식회사 | Electrode assembly for manufacturing vanadium electrolyte |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110064058A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 한국에너지기술연구원 | Redox flow battery electrolyte and production method thereof and redox flow battery produced thereby |
| KR20140017191A (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-11 | 주식회사 누리플랜 | Electrolyte for redox flow battery and method for manufacturing thereof |
| KR20190102532A (en) | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 한국과학기술원 | Method for Manufacturing High Purity Electrolyte for Vandium Redox Flow Battery by using Catalytic Reaction |
-
2020
- 2020-08-28 KR KR1020200109725A patent/KR102235379B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110064058A (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-15 | 한국에너지기술연구원 | Redox flow battery electrolyte and production method thereof and redox flow battery produced thereby |
| KR101180770B1 (en) | 2009-12-07 | 2012-09-07 | 한국에너지기술연구원 | Redox flow battery electrolyte and production method thereof and redox flow battery produced thereby |
| KR20140017191A (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-11 | 주식회사 누리플랜 | Electrolyte for redox flow battery and method for manufacturing thereof |
| KR20190102532A (en) | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 한국과학기술원 | Method for Manufacturing High Purity Electrolyte for Vandium Redox Flow Battery by using Catalytic Reaction |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101355A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 롯데케미칼 주식회사 | Method and system for preparing vanadium electrolytic solution |
| WO2023101338A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 롯데케미칼 주식회사 | Method for preparing vanadium electrolyte solution |
| KR20240081192A (en) | 2022-11-30 | 2024-06-07 | 롯데케미칼 주식회사 | Electrode assembly for manufacturing vanadium electrolyte |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102235379B1 (en) | Method for manufacturing vanadium electrolyte, the vanadium electrolyte manufactured by the same and cell using the same | |
| Shen et al. | Electrochemical energy: advanced materials and technologies | |
| US9543609B2 (en) | Redox flow battery for hydrogen generation | |
| US11532832B2 (en) | All-vanadium sulfate acid redox flow battery system | |
| US4786567A (en) | All-vanadium redox battery | |
| WO2011136256A1 (en) | Redox flow battery | |
| US20040202900A1 (en) | Dual power source switching control | |
| WO2011111254A1 (en) | Redox flow battery | |
| US20220140365A1 (en) | Ess system for charging fuel cell electric vehicle and electric vehicle | |
| JPH04149965A (en) | Manufacture of vanadium electrolyte | |
| Tolmachev | Hydrogen-halogen electrochemical cells: A review of applications and technologies | |
| CN110247138B (en) | Light charging water system aluminum-sulfur battery | |
| CN112501640B (en) | Battery system for converting nitrate wastewater into ammonia | |
| Piwek et al. | Vanadium-oxygen cell for positive electrolyte discharge in dual-circuit vanadium redox flow battery | |
| JP2018516428A (en) | Treatment method for liquid electrolyte | |
| CN110168790B (en) | Electric fuel energy storage system and method | |
| AU4813199A (en) | A fuel cell | |
| Xu et al. | Promoting the reversibility of electrolytic MnO 2-Zn battery with high areal capacity by VOSO 4 mediator | |
| Lianos | A brief review on solar charging of Zn–air batteries | |
| KR101514881B1 (en) | Method of manufacturing electrolyte for Vanadium secondary battery and apparatus thereof | |
| CN104300169A (en) | Alkaline zinc vanadium flow battery | |
| Botte et al. | Electrochemical energy storage: applications, processes, and trends | |
| US11901598B2 (en) | Increasing reactant utilization in Fe/V flow batteries | |
| Hiksas et al. | Redox Flow Batteries for small scale energy storage | |
| CN106450400A (en) | All-vanadium redox flow battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |