Development of Carbon-Polymer Composite Bipolar Plates for Vanadium Redox Flow Battery

팽창 흑연(expanded graphite)과 폴리(플루오르화 비닐리덴)(poly(vinylidene fluoride), PVDF)를 혼합하여 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)용 분리판을 제작하였다. PVDF를 3 , 6, 9 % 첨가하였고 제작된 분리판의 표면 분석과 5 M 황산에 대한 팽윤율 측정을 시행하였다. PVDF의 함량이 증가할수록 분리판 표면의 크랙과 팽윤율이 감소하였다. 또한 PVDF 첨가량이 6% 이상일 경우 팽윤 정도가 미미했다. 이는 소수성과 내산성을 가진 PVDF가 팽창 흑연의 갈라진 틈 사이를 채워 표면의 크랙을 감소시키고 팽윤을 억제했다고 볼 수 있다. 이 결과를 토대로 6% PVDF가 첨가된 분리판에 대하여 표면 분석, 바나듐 투과도 측정, 내식성 평가, 관통 저항 측정을 수행하였다. PVDF가 첨가된 분리판에 대하여 더 고른 표면이 관찰되었으며 바나듐 투과도가 5배 감소하였다. 또한 팽창 흑연 분리판 대비 향상된 내식성을 나타냈다. PVDF의 첨가로 인해 관통 저항은 소폭 증가하였다. 위의 결과를 고려하였을 때 팽창 흑연-PVDF 복합 분리판은 VRFB에의 적용이 적합할 것으로 판단된다.