술폰산기를 포함하는 벤조페나진 화합물과 이를 포함하는 수계 유기 레독스 흐름전지

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존 수계 레독스 흐름전지의 음극물질의 낮은 기전력으로 인한 전체 셀 전압 감소 문제해결과 높은 용해도를 바탕으로 고 에너지밀도, 고용량의 유기전해질 개발에 관한 것이다. 본 발명은 종전기술의 페나진 기반의 유기 레독스 흐름전지가 대부분 비수계 전해질에서 적용되었던 것과 달리 수계 레독스 흐름전지용 음극 전해질을 개발함으로써 폭발 및 화재 위험성을 줄였다. 또한, 페나진에 벤젠고리가 부착된 안정화된 구조를 갖는 벤조페나진(Benzo[a]phenazine)기반의 음극 활물질을 개발함으로써 높은 가역성을 갖는 수계 레독스 흐름전지용 음극 전해질을 개발하였다. 유기 수계 레독스 흐름전지용 음극 전해질로 많이 사용되는 2,6-DHAQ(2,6-Dihydroxyanthraquinone)의 기전력 (-0.28 V vs Ag/AgCl) 비해 낮은 기전력(~0.97 V vs Ag/AgCl) 기전력을 갖고 있어 보다 더 높은 셀 전압을 제공할 수 있다. 물질의 합성은 간단한 1 step 침전반응을 통해 제작되어 대량생산이 가능할 것으로 예상된다.