ISSN : 1226-0088(Print)
ISSN : 2288-7253(Online)
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Membrane Journal Vol.27 No.5 pp.415-424
DOI : https://doi.org/10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2017.27.5.415
DOI : https://doi.org/10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2017.27.5.415
A Study on the Effect of Different Functional Groups in Anion Exchange Membranes for Vanadium Redox Flow Batteries
Abstract
Commonly cation exchange membranes have been used for vanadium redox flow batteries. However, a severe vanadium ion cross-over causes low energy efficiency. Thus in this study, we prepared 3 different anion exchange membranes to investigate the effect on the membrane properties such as vanadium ion cross-over and long term stability. The base membranes were prepared by an electrolyte pore filling technique using vinyl benzyl chloride (VBC), divinylbenzene (DVB) within a porous polyethylene (PE) substrate. Then 3 different functional amines were introduced into the base membranes, respectively. These resulting membranes were evaluated by physico-chemical properties such as ion exchange capacity, dimensional stability, vanadium ion cross-over and membrane area resistance. Conclusively, TEA-functionalized membrane showed longest term stability than other membranes although all the membranes are similar to coulombic efficiency.
바나듐 산화환원 흐름전지를 위한 음이온교환막의 관능기에 따른 특성 연구
초록
바나듐 산화환원 흐름 전지에 핵심적으로 사용되는 이온교환막은 일반적으로 양이온교환막을 사용하고 있으나 co-ion인 바나듐 이온의 투과에 의한 장기적 성능 저하 문제를 해결하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 바나듐 투과도 및 장 기 운전 안정성의 특성을 파악하기 위해 세 가지 다른 관능기를 보유한 음이온교환막을 제조하였다. 기저막으로는 다공성 폴 리에틸렌 필름에 benzyl chloride (VBC)과 divinylbenzene (DVB)을 충진 및 가교 중합하여 제조한 후, 세 가지 다른 아민 관 능기를 각각 도입하였다. 제조된 음이온교환막들에 대해 바나듐 이온 투과 정도 및 장기 운전 안정성을 관찰한 결과 triethylamine을 관능기로 적용한 음이온교환막에서 높은 에너지효율을 유지하면서도 가장 장기적 운전 안정성을 확보할 수 있었다.