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초록: 본 연구에서는 실크섬유를 800 o
C에서 2800 o
C까지 다양한 온도로 열처리하여 이종원소와 결정성을 제어한
카본 펠트를 제조하였다. 열처리별로 제조한 카본 펠트의 이종원소와 미세구조의 상관관계를 체계적인 분석을 통해
열처리 온도가 높아질수록 이종원소의 함량은 감소하고 탄소의 결정구조가 발달하여 전기전도도가 향상되는 것을
확인하였다. 이종원소와 결정성을 제어한 실크 카본 펠트(SCFs)를 Li-TEMPO 레독스 흐름 전지(redox flow battery,
RFB) 시스템의 전극으로 사용하여 전기화학 반응성을 비교한 결과, 2800 o
C에서 열처리한 카본 펠트(SCF2800)가
800 o
C에서 열처리한 카본 펠트(SCF800)보다 10 mV s-1 주사전압속도에서의 산화 환원 전위차가 ~61 mV 만큼 줄
어든 것을 확인하였다. 율특성 분석 결과 2 mA cm-2 전류밀도에서 초기 0.1 mA cm-2 대비 용량 회복률이 낮은 열
처리 온도의 카본 펠트보다 ~24% 만큼 높은 것을 확인하였다. 게다가 임피던스 저항 측정 또한 SCF2800의 높은
전기전도도로 인해 전해질 계면과 전극에서의 전하 전달이 가장 잘 발생하는 것을 확인하였다. 이 연구 결과를 통
해 일반적으로 이종원소의 촉매효과가 중요하다고 알려진 RFB와는 달리 전극의 전기화학 반응성은 촉매효과보다
전극의 전기전도도에 의한 영향이 더 지배적임을 확인할 수 있었다.
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