KR20230054222A - Aqueous redox flow battery containing organic compound and halaide as redox couple - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수계 레독스 흐름 전지에 관한 것으로, 유기물 및 할로겐화물을 레독스 쌍으로 포함하는 수계 레독스 흐름 전지 에 관한 것이다.The present invention relates to an aqueous redox flow battery, and relates to an aqueous redox flow battery comprising an organic material and a halide as a redox pair.
레독스 흐름전지 (Redox Flow Battery; RFB)는 고용량 에너지 저장장치(large-scale energy storage)로서 태양에너지와 풍력 에너지와 같은 신재생에너지의 핵심 기술로 주목받고 있다. 기존의 리튬, 소듐을 사용한 이차전지와는 달리, 레독스 플로우 전지의 경우 전해질 용액 중에 활물질이 용해되어 있는 상태로 양극과 음극에서 각각의 활물질이 산화 환원 반응을 거치면서, 충전되고 방전되는 용량 발현 메커니즘을 가진다. 외부 저장소에서 공급되는 전해질의 산화 환원 반응으로 전지의 용량이 결정되며, 외부의 저장소의 크기 조절을 통한 전체 전지의 용량 조절이 가능하다는 장점을 갖는다. 또한, 활물질인 레독스 커플(redox couple)의 산화 환원 반응이 양극과 음극의 표면에서 발생하므로, 전극 활물질 내부로 이온이 삽입/탈리되는 반응을 거치는 리튬 이온전지과 같은 기존의 전지에 비해 전지의 수명이 더 길다는 장점을 갖는다.A redox flow battery (RFB) is a large-scale energy storage device that is attracting attention as a key technology for renewable energy such as solar energy and wind energy. Unlike conventional secondary batteries using lithium and sodium, in the case of a redox flow battery, the active material is dissolved in the electrolyte solution, and each active material undergoes an oxidation-reduction reaction at the positive and negative electrodes to develop the capacity to be charged and discharged. have a mechanism The capacity of the battery is determined by the oxidation-reduction reaction of the electrolyte supplied from the external reservoir, and the capacity of the entire battery can be adjusted by adjusting the size of the external reservoir. In addition, since the oxidation-reduction reaction of the redox couple, which is the active material, occurs on the surfaces of the positive and negative electrodes, the life of the battery is greater than that of conventional batteries such as lithium ion batteries, which undergo intercalation/deintercalation of ions into the electrode active material. It has the advantage of being longer.
레독스 흐름전지는 레독스 활물질의 전해액 종류에 따라 수계와 비수계로 나뉠 수 있다. 전해액의 용매로서 물을 이용하는 수계 레독스 흐름전지(Aqueous Redox Flow Battery : ARFB)는 높은 이온전도성과 안정성을 가지며, 경제적인 측면에서도 장점을 가지고 있어 많은 연구들이 수행되고 있다. 이러한 수계 레독스 흐름전지는 주로 수계 전해질에 대한 용해도가 높은 금속을 활물질로 이용하고 있다. 대표적으로는 바나듐을 활물질로 이용한 바나듐 레독스 흐름전지가 있다. 그러나 활물질로 사용하는 바나듐의 가격이 비싸 경제성이 떨어지는 단점이 존재한다.The redox flow battery may be divided into an aqueous type and a non-aqueous type depending on the type of electrolyte of the redox active material. An aqueous redox flow battery (ARFB) using water as a solvent of an electrolyte solution has high ionic conductivity and stability, and has advantages in terms of economy, and thus many studies have been conducted. Such an aqueous redox flow battery mainly uses a metal having high solubility in an aqueous electrolyte as an active material. Representatively, there is a vanadium redox flow battery using vanadium as an active material. However, the price of vanadium used as an active material is high, and thus the economic feasibility is low.
따라서, 수계 레독스 전지의 성능과 경제성을 모두 향상시킬 수 있는 새로운 활물질 및 시스템 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of new active materials and systems capable of improving both the performance and economic feasibility of aqueous redox batteries.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to the present application.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 레독스 흐름전지의 성능 및 경제성을 모두 향상시킬 수 있는 새로운 레독스 쌍 기반의 수계 레독스 흐름전지를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a new redox pair-based aqueous redox flow battery capable of improving both the performance and economy of the redox flow battery.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 음극 활물질로 포함하는, 음극 전해액; 및 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 양극 활물질로 포함하는, 양극 전해액;을 포함하는, 수계 레독스 흐름전지를 제공한다.One aspect of the present invention, a negative electrode electrolyte containing a compound represented by Formula 1 as a negative electrode active material; It provides an aqueous redox flow battery comprising a; and a cathode electrolyte containing at least one selected from the group consisting of halides as a cathode active material.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, R1 내지 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기이다.In Formula 1, R 1 to R 6 are each hydrogen, a hydroxy group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group, and at least one of R 1 to R 6 is a hydroxy group .
일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R4는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, 상기 R5 및 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, 상기 R5 및 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기인 것일 수 있다.According to one embodiment, in Formula 1, R 1 to R 4 are each hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group, and R 5 and R 6 are , Each is hydrogen, a hydroxy group or a C1-C3 alkoxy group, and at least one of R 5 and R 6 may be a hydroxy group.
일 실시형태에 따르면, 상기 할로겐화물은, 요오드화물(Iodide)을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the halide may include iodide.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액 중, 상기 음극 활물질의 농도는, 0.01 M 내지 0.5 M인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the anode active material in the anode electrolyte may be 0.01 M to 0.5 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액 중, 상기 양극 활물질의 농도는, 0.03 M 내지 8 M인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the positive electrode active material in the positive electrode electrolyte may be 0.03 M to 8 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액은, 염기성 전해질 물질을 더 포함하고, 상기 음극 활물질 및 상기 염기성 전해질 물질은, 1 : 1 내지 1 : 100의 농도비로 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the negative electrolyte may further include a basic electrolyte material, and the negative active material and the basic electrolyte material may be included in a concentration ratio of 1:1 to 1:100.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액 중, 상기 염기성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the basic electrolyte material in the negative electrolyte may be 0.01 M to 1 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액은, 중성 전해질 물질을 더 포함하고, 상기 양극 활물질 및 상기 중성 전해질 물질은, 1 : 0.1 내지 1 : 10 농도비로 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode electrolyte may further include a neutral electrolyte material, and the positive electrode active material and the neutral electrolyte material may be included in a concentration ratio of 1:0.1 to 1:10.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액 중, 상기 중성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것일 수 있다According to one embodiment, the concentration of the neutral electrolyte material in the positive electrode electrolyte may be 0.01 M to 1 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액의 pH는 12 내지 14이고, 상기 양극 전해액의 pH는 5 내지 8인 것일 수 있다.According to one embodiment, the pH of the anode electrolyte may be 12 to 14, and the pH of the cathode electrolyte may be 5 to 8.
본 발명에 따른 수계 레독스 흐름전지는, 저가이면서 레독스 반응성 및 전자전달성이 우수한 유기물 및 할로겐화물을 레독스 쌍으로 포함함으로써, 수계 레독스 흐름전지의 경제성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사이클 안정성, 에너지 밀도와 같은 레독스 흐름전지의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The aqueous redox flow battery according to the present invention includes an organic material and a halide having excellent redox reactivity and electron transport as a redox pair at low cost, thereby improving the economic efficiency of the aqueous redox flow battery and cycle stability. , there is an effect that can improve the performance of the redox flow battery, such as energy density.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 모식도이다.
도 2는, 일 실시형태에 따른 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 레독스 반응 메커니즘이다.
도 3은, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 셀전압 평가 결과인 CV 곡선을 나타낸 것이다.
도 4는, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 충방전 그래프이다.
도 5는, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지와 기존 바나듐 레독스 흐름전지의 방전 용량 그래프이다.1 is a schematic diagram of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair according to an embodiment of the present invention.
2 is a redox reaction mechanism of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair according to an embodiment.
3 shows a CV curve, which is a result of cell voltage evaluation of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair prepared in Example.
4 is a charge/discharge graph of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair prepared in Example.
5 is a graph of discharge capacities of a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair-based water-based redox flow battery and a conventional vanadium redox flow battery prepared in Example.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.
본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 음극 활물질로 포함하는, 음극 전해액; 및 할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 양극 활물질로 포함하는, 양극 전해액;을 포함하는, 수계 레독스 흐름전지를 제공한다.One aspect of the present invention, a negative electrode electrolyte containing a compound represented by Formula 1 as a negative electrode active material; It provides an aqueous redox flow battery comprising a; and a cathode electrolyte containing at least one selected from the group consisting of halides as a cathode active material.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, R1 내지 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기이다.In Formula 1, R 1 to R 6 are each hydrogen, a hydroxy group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group, and at least one of R 1 to R 6 is a hydroxy group .
본 발명에 따른 수계 레독스 흐름전지는, 나프타퀴논계 화합물 및 할로겐화물을 레독스 쌍으로 포함함으로써, 경제성 및 전지 성능이 향상된 효과가 있다.The aqueous redox flow battery according to the present invention includes a naphthaquinone-based compound and a halide as a redox pair, thereby improving economic efficiency and battery performance.
상기 나프타퀴논계 화합물 및 상기 할로겐화물은, 저가의 활물질로, 이를 사용할 경우 저가의 수계 레독스 흐름전지의 구현이 가능하다. 특히, 고가의 바나듐을 활물질로 사용하던 바나듐 레독스 흐름전지와 비교하여 경제적인 측면에서 매우 큰 장정을 갖는다.The naphthaquinone-based compound and the halide are inexpensive active materials, and when used, a low-cost aqueous redox flow battery can be implemented. In particular, compared to the vanadium redox flow battery in which expensive vanadium was used as an active material, it has a very long length in terms of economy.
또한, 상기 나프타퀴논계 화합물 및 상기 할로겐화물이 수계 레독스 흐름전지의 레독스 커플로 사용될 경우, 우수한 성능을 확보할 수 있으며, 특히, 종래 대표적인 수계 레독스 흐름전지인 바나듐 레독스 흐름전지와 비교하여 에너지 밀도, 사이클 안정성과 같은 전지 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, when the naphthaquinone-based compound and the halide are used as a redox couple of an aqueous redox flow battery, excellent performance can be secured, in particular, compared to a vanadium redox flow battery, which is a representative conventional aqueous redox flow battery This has the effect of improving battery performance such as energy density and cycle stability.
즉, 본 발명에 따른 수계 레독스 흐름전지는, 종래 사용되던 바나듐 레독스 흐름전지와 비교하여, 경제적인 측면 및 성능적인 측면 모두에서 향상된 효과를 보이므로, 이를 대체할 수 있는 새로운 수계 레독스 흐름전지이다.That is, since the aqueous redox flow battery according to the present invention shows improved effects in both economic and performance aspects compared to the conventionally used vanadium redox flow battery, a new aqueous redox flow that can replace it battery
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 나프타퀴논계 화합물로서 음극 활물질로 작용하며, 용해도 및 반응성이 우수하다.The compound represented by Formula 1 is a naphthaquinone-based compound that functions as an anode active material and has excellent solubility and reactivity.
특히, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 레독스 반응 시 2개의 전자와 반응하게 되므로, 수계 레독스 흐름전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 합성 물질에 해당하여 대량 생산이 가능하며, 대량 생산될 경우 보다 저가의 수계 레독스 흐름전지의 구현이 가능하여 경제성이 현저히 향상될 수 있다.In particular, since the compound represented by Chemical Formula 1 reacts with two electrons during a redox reaction, it is possible to improve the energy density of an aqueous redox flow battery. In addition, since it is a synthetic material, it is possible to mass-produce it, and when it is mass-produced, it is possible to implement a lower-cost water-based redox flow battery, so that economic feasibility can be significantly improved.
상기 할로겐화물은 상기 할로겐화물은 할로겐(X)과 이보다 전기음성도가 작은 원소(A)와의 2성분 화합물(AX)을 의미하는 것으로 플루오르화물, 염화물, 브롬화물, 요오드화물을 포함하며, 전해액 내에서 할로겐 이온이 양극 활물질로 작용한다. The halide refers to a two-component compound (AX) of a halogen (X) and an element (A) having a smaller electronegativity than the halide, and includes fluoride, chloride, bromide, and iodide. Halogen ions act as a cathode active material.
상기 할로겐화물 역시 가격이 저렴하고, 우수한 용해도 및 레독스 반응성을 갖는다.The halide is also inexpensive, and has excellent solubility and redox reactivity.
일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R4는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, 상기 R5 및 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, 상기 R5 및 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기인 것일 수 있다.According to one embodiment, in Formula 1, R 1 to R 4 are each hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group, and R 5 and R 6 are , Each is hydrogen, a hydroxy group or a C1-C3 alkoxy group, and at least one of R 5 and R 6 may be a hydroxy group.
일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R4는, 각각, 수소, 하이드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기이고, 상기 R5 및 R6는, 각각, 수소 또는 하이드록시기이고, 상기 R5 및 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기인 것일 수 있다.According to one embodiment, in Formula 1, R 1 to R 4 are each hydrogen, a hydroxy group or a C1-C3 alkoxy group, and R 5 and R 6 are each hydrogen or a hydroxy group. And, among R 5 and R 6 , at least one may be a hydroxyl group.
일 실시형태에 따르면, 상기 화학식 1에서, 상기 R1 내지 R4는, 각각, 수소이고, 상기 R5 및 R6는, 각각, 수소 또는 하이드록시기이고, 상기 R5 및 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기인 것일 수 있다.According to one embodiment, in Formula 1, R 1 to R 4 are each hydrogen, R 5 and R 6 are each hydrogen or a hydroxyl group, and one of R 5 and R 6 The above may be a hydroxyl group.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 1개의 카보닐기와 1개 이상의 하이드록시기를 포함하여, 수용매에 대한 용해도가 우수하다.The compound represented by Formula 1 contains one carbonyl group and one or more hydroxyl groups and has excellent solubility in an aqueous medium.
일 실시형태에 따르면, 상기 할로겐화물은, 요오드화물(Iodide)을 포함하는 것일 수 있다. 상기 요오드화물은 특히, 가격이 저렴하며, 레독스 반응성이 우수한 장점을 갖는다.According to one embodiment, the halide may include iodide. The iodide is particularly inexpensive and has excellent redox reactivity.
일 실시형태에 따르면 상기 요오드화물은, LiI, NaI, KI, RbI, CsI, MgI, CaI, SrI2, BaI2, CuI, AgI, HgI
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액 중, 상기 음극 활물질의 농도는, 0.01 M 내지 0.5 M 것일 수 있다. According to one embodiment, the concentration of the anode active material in the anode electrolyte may be 0.01 M to 0.5 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액 중, 상기 음극 활물질의 농도는, 0.02 M 내지 0.4 M, 0.03 M 내지 0.3 M 또는 0.05 M 내지 0.2 M 인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the anode active material in the anode electrolyte may be 0.02 M to 0.4 M, 0.03 M to 0.3 M, or 0.05 M to 0.2 M.
만일 상기 음극 전해액 중, 음극 활물질의 농도가 상기 범위 미만일 경우, 적합한 방전용량을 달성할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 활물질이 침전되는 문제점이 발생할 수 있다. If the concentration of the anode active material in the anode electrolyte is less than the above range, a problem of not achieving a suitable discharge capacity may occur, and if the concentration exceeds the above range, a problem of precipitation of the active material may occur.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액 중, 상기 양극 활물질의 농도는, 0.03 M 내지 8 M인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the positive electrode active material in the positive electrode electrolyte may be 0.03 M to 8 M.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액 중, 상기 양극 활물질의 농도는, 1 M 내지 7 M, 1 M 내지 6 M, 1 M 내지 6 M 또는 2 M 내지 6 M 인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the cathode active material in the cathode electrolyte may be 1 M to 7 M, 1 M to 6 M, 1 M to 6 M, or 2 M to 6 M.
만일 상기 양극 전해액 중, 양극 활물질의 농도가 상기 범위 미만일 경우, 적합한 방전용량을 달성할 수 없는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 활물질이 침전되는 문제점이 발생할 수 있다. If the concentration of the positive electrode active material in the positive electrode electrolyte is less than the above range, a problem of not achieving a suitable discharge capacity may occur, and when the concentration exceeds the above range, a problem of precipitation of the active material may occur.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액은, 염기성 전해질 물질을 더 포함하고, 상기 음극 활물질 및 상기 염기성 전해질 물질은, 1 : 1 내지 1 : 100의 농도비로 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the negative electrolyte may further include a basic electrolyte material, and the negative active material and the basic electrolyte material may be included in a concentration ratio of 1:1 to 1:100.
바람직하게는, 1 : 1 내지 1 : 50의 농도비로 포함되는 것일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, 1 : 1 내지 1 : 30의 농도비로 포함되는 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 1 : 1 내지 1 : 10의 농도비로 포함되는 것일 수 있다.Preferably, it may be included in a concentration ratio of 1: 1 to 1: 50, even more preferably, it may be included in a concentration ratio of 1: 1 to 1: 30, and even more preferably, 1: It may be included in a concentration ratio of 1 to 1:10.
여기서, 상기 염기성 전해질 물질은, 알칼리 pH 범위를 갖는 전해질 물질을 의미할 수 있다.Here, the basic electrolyte material may mean an electrolyte material having an alkaline pH range.
일 실시형태에 따르면, 상기 염기성 전해질 물질은, KOH, NaOH, LiOH, Ba(OH)2, Mg(OH)2 및 Ca(OH)2으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the basic electrolyte material may include one or more selected from the group consisting of KOH, NaOH, LiOH, Ba(OH) 2 , Mg(OH) 2 and Ca(OH) 2 .
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액 중, 상기 염기성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것일 수 있다.According to one embodiment, the concentration of the basic electrolyte material in the negative electrolyte may be 0.01 M to 1 M.
만일, 상기 음극 전해액 중, 염기성 전해질의 농도가 상기 범위 미만일 경우 이온전도도가 낮아져 충방전이 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 활물질이 침전되는 문제점이 발생할 수 있다.If the concentration of the basic electrolyte in the anode electrolyte is less than the above range, ionic conductivity may be lowered and charging and discharging may not be performed, and if it exceeds the above range, the active material may be precipitated.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액은, 중성 전해질 물질을 더 포함하고, 상기 양극 활물질 및 상기 중성 전해질 물질은, 1 : 0.1 내지 1 : 10 농도비로 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the positive electrode electrolyte may further include a neutral electrolyte material, and the positive electrode active material and the neutral electrolyte material may be included in a concentration ratio of 1:0.1 to 1:10.
바람직하게는, 1 : 0.1 내지 1 : 5의 농도비로 포함되는 것일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, 1 : 0.1 내지 1 : 1의 농도비로 포함되는 것일 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 1 : 0.1 내지 1 : 0.3의 농도비로 포함되는 것일 수 있다.Preferably, it may be included in a concentration ratio of 1: 0.1 to 1: 5, even more preferably, it may be included in a concentration ratio of 1: 0.1 to 1: 1, and even more preferably, 1: It may be included in a concentration ratio of 0.1 to 1: 0.3.
여기서, 상기 중성 전해질 물질은, 중성 pH 범위를 갖는 전해질 물질을 의미할 수 있다.Here, the neutral electrolyte material may mean an electrolyte material having a neutral pH range.
일 실시형태에 따르면, 상기 중성 전해질 물질은, KCl, NaCl, CuCl2 및 LiCl으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the neutral electrolyte material may include one or more selected from the group consisting of KCl, NaCl, CuCl 2 and LiCl.
일 실시형태에 따르면, 상기 양극 전해액 중, 상기 중성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것일 수 있다According to one embodiment, the concentration of the neutral electrolyte material in the positive electrode electrolyte may be 0.01 M to 1 M.
만일, 상기 양극 전해액 중, 중성 전해질의 농도가 상기 범위 미만일 경우, 이온전도도가 낮아져 충방전이 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 활물질이 침전되는 문제점이 발생할 수 있다.If the concentration of the neutral electrolyte in the positive electrode electrolyte is less than the above range, ionic conductivity may be lowered and charging and discharging may not be performed, and if it exceeds the above range, the active material may be precipitated.
일 실시형태에 따르면, 상기 음극 전해액의 pH는 12 내지 14이고, 상기 양극 전해액의 pH는 5 내지 8인 것일 수 있다.According to one embodiment, the pH of the anode electrolyte may be 12 to 14, and the pH of the cathode electrolyte may be 5 to 8.
상기 음극 전해액 및 상기 양극 전해액의 pH 범위는, 활물질의 산화 및 환원 반응이 가역적으로 일어날 수 있는 범위이다.The pH range of the anode electrolyte and the cathode electrolyte is a range in which oxidation and reduction reactions of the active material can reversibly occur.
즉, 상기 pH 범위에서만 활물질의 산화 및 환원 반응이 가역적으로 일어날 수 있다.That is, oxidation and reduction reactions of the active material may reversibly occur only in the above pH range.
상기 수계 레독흐 흐름 전지는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 양극 전해질 용액 및 음극 전해질 용액을 각각 수용하는 양극 전해질 저장소 및 음극 전해질 저장소를 포함할 수 있으며, 이들을 각각 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.The aqueous redoch flow battery may further include a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode. In addition, it may include a positive electrolyte reservoir and a negative electrolyte reservoir respectively accommodating a positive electrolyte solution and a negative electrolyte solution, and may include a pump for pumping them, respectively.
상기 분리막으로는 종래의 레독스 플로우 전지에 사용되는 이온교환막을 제한없이 사용할 수 있으며, 예컨대 불소계 고분자, 부분 불소계 고분자 또는 탄화수소계 고분자일 수 있으며, 보다 구체적으로 퍼플루오르술폰산계 고분자, 탄화수소계 고분자, 방향족 술폰계 고분자, 방향족 케톤계 고분자, 폴리벤즈이미다졸계 고분자, 폴리스티렌계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리비닐리덴 플루오라이드계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리페닐렌옥사이드계 고분자, 폴리포스파젠계 고분자, 폴리에틸렌나프탈레이트계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 도핑된 폴리벤즈이미다졸계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리페닐퀴녹살린계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 술폰화 폴리아릴렌에테르계 고분자, 술폰화 폴리에테르케톤계 고분자, 술폰화 폴리에테르에테르케톤계 고분자, 술폰화 폴리아미드계 고분자, 술폰화 폴리이미드계 고분자, 술폰화 폴리포스파젠계 고분자, 술폰화 폴리스티렌계 고분자 및 방사선 중합된 술폰화 저밀도폴리에틸렌-g-폴리스티렌계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 고분자의 단일 공중합체(Homo copolymer), 교대 공중합체(Alternating copolymer), 불규칙 공중합체(Random copolymer), 블록 공중합체(Block copolymer), 멀티블록 공중합체(Multiblock copolymer) 및 그라프트 공중합체(Grafting copolymer)인 것으로부터 선택될 수 있다. 상기 분리막은 음이온 교환막 또는 다공성막일 수 있다.As the separation membrane, an ion exchange membrane used in a conventional redox flow battery may be used without limitation, and may be, for example, a fluorine-based polymer, a partially fluorine-based polymer, or a hydrocarbon-based polymer, and more specifically, a perfluorosulfonic acid-based polymer, a hydrocarbon-based polymer, Aromatic sulfone-based polymer, aromatic ketone-based polymer, polybenzimidazole-based polymer, polystyrene-based polymer, polyester-based polymer, polyimide-based polymer, polyvinylidene fluoride-based polymer, polyethersulfone-based polymer, polyphenylene sulfide-based Polymers, polyphenylene oxide polymers, polyphosphazene polymers, polyethylene naphthalate polymers, polyester polymers, doped polybenzimidazole polymers, polyether ketone polymers, polyphenylquinoxaline polymers, polysulfones Sulfonated polyarylene ether polymer, sulfonated polyether ketone polymer, sulfonated polyether ether ketone polymer, sulfonated polyamide polymer, sulfonated polyimide polymer, sulfonated polyphosphazene polymer Homo copolymers, alternating copolymers, and irregular copolymers of one or more polymers selected from the group consisting of sulfonated polystyrene-based polymers and radiation-polymerized sulfonated low-density polyethylene-g-polystyrene-based polymers It may be selected from random copolymers, block copolymers, multiblock copolymers, and grafting copolymers. The separation membrane may be an anion exchange membrane or a porous membrane.
본 발명의 양극 및 음극은 각각 독립적으로 금(Au), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 백금(Pt), 백금-티타늄(Pt-Ti), 산화이리듐-티타늄(IrO-Ti) 및 카본으로 이루어진군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. The anode and cathode of the present invention are each independently made of gold (Au), tin (Sn), titanium (Ti) platinum (Pt), platinum-titanium (Pt-Ti), iridium oxide-titanium (IrO-Ti) and carbon. It may be any one or more selected from the group consisting of.
전극은 전기 전도도와 기계적 강도가 우수해야 하며, 화학적, 전기화학적으로 안정해야 한다. 또한 전지에 적용하였을 때, 높은 효율을 보일 수 있어야 하고, 가격이 저렴하며, 활성 물질과의 산화/환원 반응이 가역적으로 이루어지는 물질이어야 한다. 이러한 기준을 고려하여, 상기와 같이, 금(Au), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 백금-티타늄(Pt-Ti), 산화이리듐-티타늄(IrO-Ti) 및 탄소 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 전극으로 이용할 수 있으며, 그 밖에 상기 기준을 만족하면서 산 및 염기에서 안정성을 유지하는 다른 물질이 전극으로 이용될 수 있다. 상기 탄소 재료는 가격이 저렴하고, 산 및 염기의 전해질에서 높은 내화학성을 지니고 있으며, 표면처리가 용이한 장점이 있다. 특히, 탄소재료 중 탄소펠트의 경우, 내화학성, 넓은 전압 범위에서의 안정성, 고강도 특성을 가진 것을 장점으로 한다. 다만, 탄소(Carbon)와 그래파이트(graphite)만으로 전극을 제조하면 부서지기 쉬우므로, 이를 극복하기 위해 폴리바이닐이덴(Polyvinylidene) (PVDF), 고 밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene)(HDPE), 폴리바이닐 아세테이트(polyvinyl acetate) (PVA), 폴리올레핀(polyolefine) 등의 바인더를 카본 블랙(carbon black), 그래파이트 섬유(graphite fiber) 등의 전도성 물질과 혼합하여 카본 고분자 복합형 전극(carbon polymer composite electrode)이 이용될 수 있다. The electrode must have excellent electrical conductivity and mechanical strength, and must be chemically and electrochemically stable. In addition, when applied to a battery, it should be able to show high efficiency, be inexpensive, and be a material that undergoes a reversible oxidation/reduction reaction with the active material. Considering these criteria, as above, from the group consisting of gold (Au), tin (Sn), titanium (Ti), platinum-titanium (Pt-Ti), iridium oxide-titanium (IrO-Ti) and carbon materials. Any one or more of the selected materials may be used as an electrode, and other materials that maintain stability in acids and bases while satisfying the above criteria may be used as electrodes. The carbon material is inexpensive, has high chemical resistance in acid and base electrolytes, and has advantages in surface treatment. In particular, in the case of carbon felt among carbon materials, it has advantages of chemical resistance, stability in a wide voltage range, and high strength. However, since electrodes made only of carbon and graphite are brittle, in order to overcome this, polyvinylidene (PVDF), high density polyethylene (HDPE), polyvinyl A carbon polymer composite electrode is used by mixing a binder such as polyvinyl acetate (PVA) or polyolefine with a conductive material such as carbon black or graphite fiber. It can be.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1> 유기물-할로겐화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 제조<Example 1> Preparation of organic-halide redox pair-based aqueous redox flow battery
1 M의 중성 pH 전해질인 수산화칼륨 (Potassium Chloride, KCl)에 5 M의 양극 활물질인 아이오딘화 칼륨(Potassium Iodide, KI) 를 섞어 양극 전해액을 제조하고, 1 M의 알칼리 pH 전해질인 수산화칼륨 (Potassium hydroxide, KOH)에 0.1 M의 음극 활물질인 나프타퀴논 (2-Hydroxy-1,4-Naphthoquinone)를 섞어 음극 전해액을 제조하였다.A positive electrode electrolyte was prepared by mixing 1 M potassium hydroxide (Potassium Chloride, KCl), a neutral pH electrolyte, with 5 M potassium iodide (KI), a positive electrode active material, and 1 M potassium hydroxide, an alkaline pH electrolyte ( Potassium hydroxide, KOH) was mixed with 0.1 M of naphthaquinone (2-Hydroxy-1,4-Naphthoquinone), an anode active material, to prepare a cathode electrolyte.
각 전해액을 음극 및 양극 전해질 탱크에 넣고, 완전지 셀에 바이톤 튜브(viton tube)로 연결한 후, 외부 펌프로부터 활물질 및 친핵성 공격을 수반하는 활물질을 포함하는 전해액을 플로잉(flowing) 시켜주었다.Each electrolyte solution is put into the cathode and anode electrolyte tanks, connected to a complete battery cell with a viton tube, and then the electrolyte solution containing the active material and the active material accompanying the nucleophilic attack is flowed from an external pump. gave.
이 때, 멤브레인은 Nafion 117 멤브레인을 사용하였고, 2 x 3 cm2 면적의 전극(카본 펠트)을 사용하였다. At this time, a Nafion 117 membrane was used as the membrane, and an electrode (carbon felt) having an area of 2 x 3 cm 2 was used.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 모식도이다. 1 is a schematic diagram of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair according to an embodiment of the present invention.
도 2는, 일 실시형태에 따른 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 레독스 반응 메커니즘이다.2 is a redox reaction mechanism of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 나프타퀴논계 화합물과 요오드 이온은 2개의 전자를 수반한 레독스 반응을 하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be confirmed that the naphthaquinone-based compound and iodine ions undergo a redox reaction involving two electrons.
따라서, 1개의 전자를 수반한 레독스 반응을 하는 바나듐과 동일한 몰수의 나프타퀴논계 화합물을 넣었을 때 2배의 에너지 밀도를 이끌어 낼 수 있는 장점을 갖는다.Therefore, it has the advantage of being able to derive twice the energy density when the same molar amount of naphthaquinone-based compound as vanadium undergoing a redox reaction involving one electron is added.
<실험예> 수계 레독스 흐름전지의 성능 평가<Experimental Example> Performance evaluation of aqueous redox flow battery
실시예를 통해 제조된 수계 레독스 흐름전지의 성능 평가를 위해, CV(Cyclic Voltammetry) 테스트를 수행하였다. 전류밀도는 40 mA·cm-2, 차단전압(cut-off voltage)은 0.2 V ~ 1.7 V 범위로 유지한 후 충방전 기기를 이용하여 연속적으로 충방전시켰다.In order to evaluate the performance of the aqueous redox flow battery manufactured through the examples, a cyclic voltammetry (CV) test was performed. The current density was maintained at 40 mA cm −2 , and the cut-off voltage was maintained in the range of 0.2 V to 1.7 V, and then continuously charged and discharged using a charging and discharging device.
도 3은, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 셀전압 평가 결과인 CV 곡선을 나타낸 것이다.3 shows a CV curve, which is a result of cell voltage evaluation of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair prepared in Example.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 레독스 흐름전지의 셀전압이 1.15 V로 높게 측정되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be confirmed that the cell voltage of the aqueous redox flow battery according to an embodiment of the present invention is measured as high as 1.15 V.
도 4는, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지의 충방전 그래프이다.4 is a charge/discharge graph of an aqueous redox flow battery based on a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair prepared in Example.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 레독스 흐름전지의 충전 전압은 1.2 V, 방전 전압은 0.8 V 로 측정되는 것을 알 수 있고, 충전과 방전에 소요되는 시간이 유사하기 때문에 전하효율이 90% 이상 임을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the charging voltage of the aqueous redox flow battery according to an embodiment of the present invention is 1.2 V and the discharging voltage is 0.8 V, and the time required for charging and discharging is similar. It can be confirmed that the charge efficiency is more than 90%.
도 5는, 실시예를 통해 제조된 나프타퀴논계 화합물-요오드화물 레독스 쌍 기반 수계 레독스 흐름전지와 기존 바나듐 레독스 흐름전지의 방전 용량 그래프이다.5 is a graph of discharge capacities of a naphthaquinone-based compound-iodide redox pair-based water-based redox flow battery and a conventional vanadium redox flow battery prepared in Example.
도 5를 참조하면, 바나듐 레독스 흐름전지는 사이클 수 증가에 따라 방전용량이 감소하였으나, 실시예 수계 레독스 흐름전지는 사이클 수 증가 시에도 방전용량이 안정적으로 유지됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , it can be seen that the discharge capacity of the vanadium redox flow battery decreased as the number of cycles increased, but the discharge capacity of the aqueous redox flow battery of the Example was stably maintained even when the number of cycles increased.
이를 통해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 수계 레독스 흐름전지는 종래 바나듐 레독스 흐름전지와 비교하여 우수한 사이클 특성을 보임을 확인할 수 있다.Through this, it can be confirmed that the aqueous redox flow battery according to an embodiment of the present invention exhibits excellent cycle characteristics compared to the conventional vanadium redox flow battery.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (5)
할로겐화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 양극 활물질로 포함하는, 양극 전해액;
을 포함하는,
수계 레독스 흐름전지:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고,
R1 내지 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기이다.
An anode electrolyte containing a compound represented by Formula 1 as an anode active material; and
A cathode electrolyte containing at least one selected from the group consisting of halides as a cathode active material;
including,
Aqueous redox flow cell:
[Formula 1]
In Formula 1,
R 1 to R 6 are each hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group;
Among R 1 to R 6 , at least one is a hydroxyl group.
상기 화학식 1에서,
상기 R1 내지 R4는, 각각, 수소, 하이드록시기, 할로겐, C1-C3의 알킬기 또는 C1-C3의 알콕시기이고,
상기 R5 및 R6는, 각각, 수소, 하이드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기이고,
상기 R5 및 R6 중, 하나 이상은 하이드록시기인 것인,
수계 레독스 흐름전지.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1 to R 4 are each hydrogen, a hydroxyl group, a halogen, a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 alkoxy group,
R 5 and R 6 are each hydrogen, a hydroxyl group or a C1-C3 alkoxy group,
Among the R 5 and R 6 , at least one is a hydroxy group,
Aqueous redox flow battery.
상기 음극 전해액 중, 상기 음극 활물질의 농도가 0.01 M 내지 0.5 M이고,
상기 양극 전해액 중, 상기 양극 활물질의 농도는 0.03 M 내지 8 M인 것인,
수계 레독스 흐름전지.
According to claim 1,
In the negative electrode electrolyte, the concentration of the negative electrode active material is 0.01 M to 0.5 M,
In the positive electrode electrolyte, the concentration of the positive electrode active material is 0.03 M to 8 M,
Aqueous redox flow battery.
상기 음극 전해액은,
염기성 전해질 물질을 더 포함하고,
상기 음극 활물질 및 상기 염기성 전해질 물질은, 1 : 1 내지 1 : 100의 농도비로 포함되고,
상기 음극 전해액 중, 상기 염기성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것인,
수계 레독스 흐름전지.
According to claim 1,
The cathode electrolyte,
Further comprising a basic electrolyte material,
The negative electrode active material and the basic electrolyte material are included in a concentration ratio of 1: 1 to 1: 100,
In the cathode electrolyte, the concentration of the basic electrolyte material is 0.01 M to 1 M,
Aqueous redox flow battery.
상기 양극 전해액은,
중성 전해질 물질을 더 포함하고,
상기 양극 활물질 및 상기 중성 전해질 물질은, 1 : 0.1 내지 1 : 10 농도비로 포함되고,
상기 양극 전해액 중, 상기 중성 전해질 물질의 농도는, 0.01 M 내지 1 M인 것인,
수계 레독스 흐름전지.According to claim 1,
The anode electrolyte,
Further comprising a neutral electrolyte material,
The positive electrode active material and the neutral electrolyte material are included in a concentration ratio of 1: 0.1 to 1: 10,
In the positive electrode electrolyte, the concentration of the neutral electrolyte material is 0.01 M to 1 M,
Aqueous redox flow battery.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2021
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