KR20150047804A - 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극, 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 및 레독스 플로우용 전극 구조체 - Google Patents

레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극, 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 및 레독스 플로우용 전극 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리머 유래 탄소구조체의 표면 및 내부에 전해액의 이동이 가능한 복수의 구형 매크로기공이 형성된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 제공한다. 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 전기전도도가 매우 우수하고, 그 제조 공정이 단순화되어 비용이 절감된다.

Description

레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극, 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 및 레독스 플로우용 전극 구조체{ELECTRODE FOR REDOX FLOW BATTERY, METHOD OF PREPARING ELECTRODE FOR REDOX FLOW BATTERY AND ELECTRODE STRUCTURE FOR REDOX FLOW BATTERY}
본 발명은 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극, 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 및 레독스 플로우용 전극 구조체에 관한 것이다.
레독스 플로우 전지는 반복적인 충전과 방전이 가능한 2차 전지의 일종으로, 전기 에너지를 저장시키는 전기화학적 축전 장치이다. 레독스 플로우 전지의 원리는 유체 전해질에 근간을 두어, 유체 전해질이 다공성의 카본 펠트 전극 사이를 흐르면서 전하를 교환시켜 전류를 발생시킨다.
종래의 레독스 플로우 전지용 카본 펠트 전극은 폴리아크릴로니트릴(PAN), 레이온(rayon) 또는 피치(pitch) 계열의 탄소 섬유를 조직화하여 탄화 및 흑연화 과정을 거쳐 제조된다. 그러나 카본 펠트 전극 내부의 기공의 불균일한 분포로 인하여 유체의 흐름이 저하되고 전해질의 분극화 현상(polarization of electrolyte)이 발생하여 전지의 효율이 저하되는 단점을 가지고 있다.
본 발명의 일 구현예는 전기 전도도가 향상된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 구현예는 셀(cell)과 스택(stack)의 제작 과정을 단순화시킬 수 있는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 이용한 레독스 플로우용 전극 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리머 유래 탄소구조체의 표면 및 내부에 전해액의 이동이 가능한 복수의 구형 매크로기공이 형성된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 제공한다.
상기 매크로기공은 최조밀 쌓임 구조(closest packing structure)로 적층된 형상일 수 있다.
상기 매크로기공은 오팔상 구조로 배치될 수 있다.
상기 매크로기공의 최대 직경의 평균이 0.5㎛ 내지 500㎛일 수 있다.
상기 매크로기공이 서로 연결되어 상기 전극의 일면에서 다른 면으로 소통될 수 있다.
상기 탄소 구조체는 폴리머 수지의 탄화물을 포함할 수 있다.
상기 탄소 구조체는 폴리머 수지의 흑연화물을 포함할 수 있다.
상기 폴리머 수지는 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 탄소구조체 중 매크로기공으로 인한 기공률이 70% 내지 99%일 수 있다.
상기 탄소구조체의 두께는 0.5 mm 내지 5.0 mm 일 수 있다.
상기 탄소구조체의 전기 저항이 0.002 Ω·mm 내지 0.02 Ω·mm 일 수 있다.
레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
본 발명의 다른 구현예에서, 폴리머 시트를 준비하는 단계; 상기 폴리머 시트에 패턴화된 매크로기공을 형성하는 단계; 및 상기 패턴화된 매크로기공이 형성된 폴리머 시트를 열처리하여 탄화시켜 탄소 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법을 제공한다.
상기 매크로기공을 형성하는 단계는 레이저 패터닝법, 레이저를 이용한 홀로그래픽 리소그래피 및 레이저 리소그래피법 중 적어도 어느 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 폴리머 시트를 열처리하여 탄화 시 상기 폴리머 시트의 적어도 일부가 흑연화될 수 있다.
상기 폴리머 시트는 폴 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 열처리는 1000 내지 2500℃에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 쌍극판; 및 상기 쌍극판에 결합된 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극;을 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극 구조체를 제공한다.
본 발명의 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 패턴화된 기공, 즉 균일하게 기공이 분포된 구조를 가짐으로써 전기전도도가 매우 우수하다. 또한, 상기 전극 그 자체가 패턴화된 기공을 가짐으로써 전극을 형성하는 공정에서 전기전도도를 극대화하기 위해서 수행하는 압축 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 전극의 제조 공정이 단순화되어 비용이 절감된다.
또한, 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 3차원의 패턴화된 기공이 형성되어 균일하게 기공이 분포된 구조를 가짐으로써 유체의 흐름이 원활하여 전해질의 분극화 현상(polarization of electrolyte)을 억제할 수 있어, 레독스 플로우 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 중 패턴화된 기공을 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 모식도로서, 상부면과 측면의 일부를 확대한 도면을 함께 나타낸다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 이용한 전극 구조체의 모식도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리머 유래 탄소구조체의 표면 및 내부에 전해액의 이동이 가능한 복수의 구형 매크로기공이 형성된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 제공한다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 패턴화된 매크로기공이 형성되어 균일하게 매크로기공이 분포된 구조를 가짐으로써 전기전도도를 향상시킬 수 있다. 그에 따라 제조 공정 중 탄소구조체 전극의 전기전도도를 향상시키기 위해 수행하는 별도의 공정, 예를 들어 압축 공정이 불필요하게 됨에 따라서, 셀(cell)과 스택(stack)의 제작 과정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 3차원의 매크로기공 패턴이 형성되어 균일하게 매크로기공이 분포된 구조를 가짐으로써 유체의 흐름이 원활하여 전해질의 분극화 현상(polarization of electrolyte)을 억제하고, 그 결과 탄소구조체 전극의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 매크로기공의 형상 및 패턴을 다양하게 조절하여 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 물성을 조절할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은, 이를 제조하는 공정에서 매크로기공의 형상이나 매크로기공들 사이의 간격들을 조절하여 물성을 조절할 수 있으므로 기존의 카본 펠트를 전극 재료로 사용하는 경우 매크로기공에 대한 조절이 거의 불가능한 점과 뚜렷하게 대비될 수 있다. 상기 탄소구조체 전극에 형성된 매크로기공들 각각의 크기는, 매크로기공들의 평균 크기에 대해서 약 ±20%의 오차 범위 내에 포함된다.
상기 매크로기공 패턴은 일정한 크기를 갖는 구형의 기공이 최조밀 쌓임 구조(closest packing structure)로 적층된 구조일 수 있다. 최조밀 쌓임 구조에는 예를 들어, 육방밀집구조(hexagonal close-packing, hcp)와 면심입방구조(face-centered cubic, fcc)가 있다.
일 구현예에서, 상기 매크로기공은 오팔상 구조(opal structure)로 배치되고, 상기 탄소 구조체가 역오팔상 구조 (inverse-opal structure)일 수 있다. 이러한 오팔상 구조의 매크로기공 형상은 탄소 구조체의 기공률, 기공 밀도 등을 조절하기에 용이하다.
일례로, 상기 오팔상 구조를 이루는 개별 구형의 매크로기공, 즉, 매크로기공은 일정한 크기를 갖는 동일한 형상이 아닐 수도 있고, 완전한 구형상을 이루지 않을 수도 있다. 따라서, 동일한 크기의 구형의 매크로기공이 쌓여 형성된 이론적인 오팔상 구조는 각 매크로기공간 접점을 가지나, 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 탄소 구조체의 각 매크로기공이 인접하는 매크로기공과 면접촉을 이루어 연결될 수 있다(interconnected). 이러한 형태를 갖는 상기 매크로기공은, 상기 탄소구조체 전극의 일면에서 다른 면으로 전해액의 소통이 가능할 수 있다.
상기 매크로기공의 최대 직경의 평균이 약 0.5㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 상기 범위의 크기를 갖도록 매크로기공을 패턴화시킴으로써, 단위 부피당 전극 표면적을 조절할 수 있고, 전해질의 흐름성 또한 조절할 수 있다.
상기 매크로기공의 직경은 '내접원의 직경'으로 정의한다.
상기 탄소구조체 중 매크로기공으로 인한 기공률은 약 70 내지 약 99%, 구체적으로 약 80 내지 약 95%일 수 있다. 기공률이 높을수록 전극의 표면적이 넓어져 레독스 플로우 전지의 효율을 향상시킬 수 있으나, 기공률이 약 70% 미만인 경우에는 전극의 표면적이 낮을 뿐만 아니라 매크로기공 사이로의 전해액의 흐름성이 좋지 않아 레독스 플로우 전지의 내부 압력이 상승하게 됨으로써 오히려 전지의 펌프 구동 시 전체적인 전지의 효율이 저하될 수 있다. 또한, 기공률이 약 99%를 초과하는 경우, 전해질의 유압에 의해 매크로기공을 갖는 탄소 구조체 자체가 손상되기 쉬워 전극 내부의 물리적, 전기적 단선(disconnected)이 발생하고 전해질의 분배가 불균일하게 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 기공률은 약 70% 내지 약 99%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 80% 내지 약 95%일 수 있다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 탄소 구조체는 폴리머 수지의 탄화물을 포함할 수 있다. 자세한 제조 방법은 후술되는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법을 참조한다.
상기 탄소 구조체는 탄화물로서, 흑연을 적어도 일부 포함할 수 있다. 즉, 상기 탄화 구조체를 제조하는 공정에서 탄화물의 일부 또는 전체가 흑연화될 수 있어, 상기 탄화 구조체는 부분적으로 흑연을 포함할 수도 있고, 전체가 흑연화물로 이루어질 수 있다.
상기 폴리머 수지는 패터닝될 수 있고, 탄화가능한 재료라면 제한없이 사용될 수 있다. 상기 폴리머 수지의 구체적인 예로서는, 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 매크로기공과 매크로기공 사이를 이루는 카본들이 일정한 네트워크를 형성하여 추가적인 압축 공정을 수행하지 않아도 레독스 흐름 전지용 탄소구조체 전극으로 사용되기에 충분한 전기전도성을 가질 수 있다.
상기 탄소구조체는 전술한 바와 같이 우수한 전기저항 특성을 나타내고, 예를 들면, 상기 탄소구조체 전기 저항이 약 0.002 Ω·mm 내지 약 0.02 Ω·mm일 수 있다. 이때, 상기 전극의 전기 저항은 레독스 플로우 전지의 두께 방향으로의 전기 저항일 수 있고, "두께 방향"은 레독스 플로우 전지에서 분리막으로의 방향을 의미한다. 한편, 전극의 길이 방향은 투입되고 배출되는 전해질이 흐르는 방향으로서, 상기 전극이 길이 방향의 전기 저항은 약 0.002 Ω·mm 내지 약 0.02 Ω·mm 일 수 있고, 상기 전극의 두께 방향 및 길이 방향의 전기 저항은 서로 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 탄소구조체의 두께는 약 0.5 mm 내지 약 5.0 mm일 수 있다. 상기 전극의 두께가 약 0.5 mm 미만인 경우, 상기 전극 내부로 통과하는 전해질의 부피가 작아 유압이 높아져 펌프 구동 손실이 발생할 수 있다. 또한, 상기 전극 의 두께가 약 5.0 mm 초과인 경우, 상기 전극의 두께 방향으로 전해질의 흐름성이 저하되어 전해질막(membrane)과의 연계성이 저하됨으로서 전지의 효율이 나빠질 수 있다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 이하 설명되는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 폴리머 시트를 준비하는 단계; 상기 폴리머 시트에 패턴화된 매크로기공을 형성하는 단계; 및 상기 패턴화된 매크로기공이 형성된 폴리머 시트를 탄화시켜 탄소 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법을 제공한다.
상기 폴리머 시트가 탄화되어 형성된 탄화물로서 상기 탄소 구조체가 이루어진다.
상기 패턴화된 매크로기공이 형성된 폴리머 시트를 열처리하여 탄화 공정을 수행할 수 있다. 상기 탄화 공정에서, 열처리 온도를 보다 높임으로써 상기 폴리머 시트는 일부 또는 전부가 흑연화될 수 있다. 예를 들어, 상기 열처리는 불활성 기체 분위기 하에서 약 1000 ℃ 내지 약 2000 ℃에서 수행될 수 있다. 또한, 불활성 기체 분위기 하에서 약 2000 ℃ 내지 약 2500℃의 온도에서 열처리시 상기 폴리머 시트는 일부 또는 전부가 흑연화될 수 있다. 이때, 상기 탄소 구조체는 흑연화 공정 진행되어 형성된 흑연을 포함할 수 있다. 상기 탄소 구조체에 포함된 흑연은, XRD(X-ray diffraction) 방법으로 측정한 결과가 <002>의 격자 구조를 가질 수 있다. 이때의 격자 구조의 면간격은 3.35 Å(anstrom)~ 3.90 Å일 수 있고, c 축으로의 격자 크기는 10 Å ~ 50 Å, 구체적으로는 15 Å ~ 30 Å일 수 있다.
폴리머 시트에 매크로기공을 패터닝하기 위해서 레이저를 이용하여 패터닝할 수 있다.
상기 폴리머 시트는, 예를 들어, 레이저 패터닝법, 레이저를 이용한 홀로그래픽 리소그래피, 레이저 리소그래피법 등의 방법에 의해 패터닝되어 상기 패턴화된 매크로기공이 형성될 수 있고, 상기 예시된 방법에 한정되지 않으며, 하나 이상의 방법을 조합하여 적용할 수도 있다.
상기 폴리머 시트는 시트 형상, 필름 형상, 블록 등일 수 있고, 두께는 약 0.5 mm 내지 약 5 mm일 수 있다.
상기 폴리머 시트는 패터닝 가능하고, 탄화 및 흑연화 가능한 폴리머 재료가 제한없이 사용될 수 있고, 예를 들면, 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 등일 수 있고, 또한 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법 중 패턴화된 매크로기공을 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 1에서 폴리머 시트(2)에 레이저 소스(1)로부터 방출되는 레이저를 조사 하여 패턴화된 매크로기공을 형성하는 과정을 도시한 것으로, 도 1의 (a)는 측면 각도에서, 도 1의 (b)는 상부에서 조망한 시각으로 나타낸 것이고, 도 1의 (c)는 도 1의 (b)에 표시된 패턴화된 부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 2는 상기와 같이 형성된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 모식도로서, 상부면과 측면의 일부를 확대한 도면을 함께 나타낸다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법에 의해 제조된 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극은 전술한 바와 같이 압축 공정을 추가적으로 수행하지 않아도 우수한 전기 전도도를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법은 추가적인 압축 공정이 수행하지 않을 수 있으므로, 공정의 단순화를 가져올 수 있고, 그에 따른 비용 절감이 가능하다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 쌍극판; 및 상기 쌍극판에 결합된 전술한 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극;을 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극 구조체를 제공한다.
상기 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극에 쌍극판(bipolar plate)를 결합시켜 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극 구조체를 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극을 이용한 전극 구조체의 모식도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예 1
두께 0.5 mm 의 에폭시 기반 음성감광제(Epoxy based negative photoresist) 폴리머 시트를 준비한 뒤, 기판 위에 올린 폴리머 시트에 네 개로 분할된 Nd:YVO4 (λ=532nm) 레이저를 조사하였다. 이 때 네 개의 분할된 레이저는 중앙 빔을 제외한 세 개의 빔 라인이 중앙 빔을 주위로 둘러싸고 있으며 중앙의 빔과 선형으로 각도를 변화시켜가며 매크로기공의 크기 및 형태를 조절하였다. 40°의 각도에서 5초의 중첩 간섭 빔으로 노출 시킨 후 프로필렌 글라이콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, 알드리치사)을 이용하여 세척하고, 공기 중에서 건조시켰다. 이렇게 형성된 3차원 구조물을 불활성 기체 하에서 승온 속도 10 ℃/분으로 1500 ℃까지 가열한 후 1시간 동안 탄화 과정을 거치고 다시 1900 ℃에서 30 분간 흑연화 처리를 하여 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 재료를 제조하였다.
비교예 1
그라파이트 펠트(GFD4.6, SGL carbon)를 전극 재료로 준비하였다.
전극의 특성 평가 실험
실시예 1 및 비교예 1 각각의 전극 재료에 대한 두께 방향의 저항을 측정하기 위하여 동일 면적의 전극을 준비하고 두께의 양면에 구리판으로 이루어진 저항 측정을 접촉하고 두께를 조절하기 위한 스페이서를 설치한 다음 구리판과 연결된 저항 측정기의 저항값을 기록하였다. 이때, 저항 측정기는 두께와 저항값을 단위 길이 당 저항값을 표시한다. 그 결과를, 하기 표 1에 나타낸다.
구분 전기 저항(Ω·mm)
실시예 1 0.004
비교예 1 0.04
표 1을 참조하면, 비교예 1에 따른 전극 재료는 0.04 Ω·mm의 저항값을 가지고, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 재료의 전기 저항은 약 0.004 Ω·mm임을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 재료의 전기 저항이 비교예 1에 따른 전극 재료의 전기 저항보다 약 1/10 수준으로 낮은 것을 알 수 있고, 이를 통해서 전기 전도도에 있어서는 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 재료가 비교예 1에 따른 전극 재료에 비해서 약 10배 정도 높은 것을 알 수 있다.
특히, 표 1에서는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 전극 재료의 압축률이 0%일 때의 전기 저항을 나타낸 것이고, 비교예 1에 따른 전극 재료를 압축률 약 20%로 압축하는 경우 전기 저항이 약 0.008 Ω·mm 수준으로 낮아지고, 압축률 약 50%로 압축하는 경우는 전기 저항이 약 0.005 Ω·mm, 즉 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 재료의 전기 저항과 거의 유사한 특성을 나타내기도 한다. 하지만, 통상의 펠트 전극의 전기 저항을 낮추기 위한, 즉, 전기 전도도를 향상시키기 위한 압축 공정이 필수적으로 수반되어야 하고, 압축률 약 50%를 초과하는 경우에는 임계 압력 이상에 해당하여 전극이 부서지는 문제가 있으므로 더 이상 전기 저항을 낮추는데 한계가 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
1: 레이저 소스
2: 폴리머 시트
3: 매크로기공
4: 쌍극판
10: 전극 구조체

Claims (17)

  1. 폴리머 유래 탄소구조체의 표면 및 내부에 전해액의 이동이 가능한 복수의 구형 매크로기공이 형성된 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매크로기공은 최조밀 쌓임 구조(closest packing structure)로 적층된 형상인
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매크로기공은 오팔상 구조로 배치된
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매크로기공의 최대 직경의 평균이 0.5㎛ 내지 500㎛인
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 매크로기공이 서로 연결되어 상기 전극의 일면에서 다른 면으로 소통되는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄소 구조체는 폴리머 수지의 탄화물을 포함하는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄소 구조체는 폴리머 수지의 흑연화물을 포함하는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 폴리머 수지는 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 탄소구조체 중 매크로기공으로 인한 기공률이 70% 내지 99%인
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄소구조체의 두께는 0.5 mm 내지 5.0 mm 인
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탄소구조체의 전기 저항이 0.002 慕mm 내지 0.02 慕mm인
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극.
  12. 폴리머 시트를 준비하는 단계;
    상기 폴리머 시트에 패턴화된 매크로기공을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴화된 매크로기공이 형성된 폴리머 시트를 열처리하여 탄화시켜 탄소 구조체를 형성하는 단계;
    를 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 매크로기공을 형성하는 단계는
    레이저 패터닝법, 레이저를 이용한 홀로그래픽 리소그래피 및 레이저 리소그래피법 중 적어도 어느 하나의 방법에 의해 수행되는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 폴리머 시트를 열처리하여 탄화 시 상기 폴리머 시트의 적어도 일부가 흑연화되는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 폴리머 시트는 폴 폴리아크릴로니트릴, 포토레지스트용 폴리머, 레이온 계열 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 열처리는 1000 내지 2500℃에서 수행되는
    레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극의 제조 방법.
  17. 쌍극판; 및
    상기 쌍극판에 결합된 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극;
    을 포함하는 레독스 플로우 전지용 탄소구조체 전극 구조체.
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