급속 파괴 양극산화법으로 제조된 TiO2 나노튜브 구조체를 활용한 SPEEK/TiO2 NTs 복합 분리막의 바나듐 흐름전지 응용에 관한 연구

초록

급속 파괴 양극산화 방법은 기존의 일반적인 양극산화를 통해 기판 위에 부착된 필름의 형태로 얻던 TiO2 나노튜브를 미세 입자화 된 분말 형태로 얻을 수 있는 제법이다. TiO2 나노튜브 분말은 TiO2 고유의 성질대로 높은 내화학성 및 기계적 강도에 기반한 높은 내구성을 가지며, 이를 얻기 위한 촉매 및 고분자 분리막의 구조체로 많이 응용되고 있다. SPEEK(sulfonated poly ether(ether) ketone)은 PEEK(poly ether(ether) ketone)에 황산 작용기를 도입하여 양성자 교환 능력을 부여한 고분자로써, 나피온 분리막을 대체하기 위한 저가형 양성자 교환 분리막으로 각광받고 있다. 이는황산화도가 높을수록 그 성능이 우수하나 반대로 내구성이 감소하는 단점을 가지고 있어 여러 혼합 방법을 통해 내구성을 향상시키는 연구가 많이 진행되어 왔다. 이에 본 연구에서는, SPEEK와 급속 파괴 양극산화법을 통해 얻은 TiO2 나노튜브 복합체를 바나듐 흐름전지 분리막으로 적용하였을 때의 성능을 연구하고자 한다. 기존에 연구되었던 SPEEK와 산화물 0차원 나노입자의 복합체 분리막보다 쉽게 얻을 수 있는 1차원 나노튜브 구조의 복합체 분리막으로 우수한 전지 성능과 기계적 내구성을 얻을 수 있을 것으로 예측되며, 이에 관한 물성을 분석하고 바나듐 흐름전지의 새로운 분리막으로 적용해보고자 한다.