질소도핑을 통한 흐름식 레독스반옹 담수화 공정용 다공성 탄소 전극개발

N-doped porous carbon electrode for - Redox flow battery Desalination for Water Desalination

흐름식 레독스 탈이 온화공정 (Redox battery flow desalination, RFD)은 기존의 탈이온화 공정을 보완한 고성능 수처리 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 레독스 반응을 통한 이온 분리가 가능하여 에너지 효율적이며 연속적 이온 제거가 가능하여 차세대 전기화학적 담수화 공정으로 평가받고 있다. 그러나, 레독스 탈이온화공정은 연구 초기단계로, 공정 운전에 영향을 주는 요소 (ex. 셀 전위, 전극 재료, 유량, 유입수 농도등)와 관련된 연구가 미흡한 실정이다. 특히, 레독스 탈이온화공정의 탈염 성능 및 효율을 결정하는 핵심 변수인 전극에 대한 연구 개발이 부족하여 실제 담수화 공정에 적용에 큰 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 고성능/고효율 레독스 탈이온화공정용 전극 개발을 위해 질소 도핑을 활용한 전극 개질화를 제안하고 개발된 전극의 탈염 성능을 평가하였다. 전극의 표면 분석 및 다양한 공정 운전 변수에 따른 탈염 성능 평가를 통해 질소 도핑된 탄소 전극이 높은 담수화 성능을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.