본 기술은 저가 전구체인 오산화바나듐(V2O5)을 촉매 반응기에서 포름산 환원제와 반응시켜 3.5가 바나듐 전해액을 제조하는 기술입니다. 반응 중 소모되는 수소이온을 보충하기 위해 산성 용액을 관계식(3A < W < 8A)에 따라 추가 주입하여 pH 변화를 억제하고 이온 투과에 의한 성능 저하를 방지합니다.
VOSO4보다 저렴한 오산화바나듐으로 3.5가 전해액을 만들면 환원 과정에서 다량의 수소이온이 소모되어 pH가 상승하는 문제가 있었습니다. 그 결과 전해액 점도가 낮아지고 이온 선택성 막을 통한 바나듐 이온 크로스오버가 심해져 용량 불균형과 에너지 밀도, 전류 효율의 급격한 저하가 발생했습니다.
본 기술은 오산화바나듐(A mole)을 환원제와 반응시킬 때 촉매 반응 전 또는 후에 수소이온(W mole)을 포함하는 제2 산성 용액을 3A < W < 8A, 바람직하게는 5A ≤ W ≤ 6A 비율로 추가하여 반응 전후의 pH 균형을 유지하도록 구성됩니다. 대용량 바나듐 레독스 흐름전지 ESS, 재생에너지 연계 저장 설비, 전해액 리밸런싱 공정 등에 적용될 수 있어 저가 원료를 쓰면서도 크로스오버로 인한 장기 용량 감쇠를 억제할 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 초임계 소재 산업기술거점센터 지원을 통해 개발되었습니다.
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