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바나듐 레독스 흐름 전지용 N,N-Dialkylpiperidinium 염들을 기반으로 하는 지지전해질 합성 실험
윤석용,김영석,최성호 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
현재 사용이 많이 되고 있는 황산수용액을 사용하는 수계 바나듐 레독스 흐름전지의 단점을 극복기 위하여 유기 전해질과 유기용매를 기반으로 하는 비수계 레독스 흐름전지의 개발 연구가 활발히 진행 중이다. 비수계 바나듐 레독스 흐름전지의 중요한 요소 중 하나인 유기 전해질은 물리화학적 특성이 우수한 유기 이온성 화합물을 사용한다. 사용되는 유기 전해질은 유기용매에 용해성이 매우 크고, 전자의 전달을 활발히 촉진 시킬 수 있어야 한다. 본 연구에서는 안정성, 비공유 전자쌍에 의한 루이스 산염기로서의 역할, 콘쥬게이션(conjugation)의 높은 전도도, 비어있는 분자오비탈에 의한 전자 수용성을 가지는 질소 헤레로고리 화합물인 piperidine을 4급 아민화를 통해, N,N-Dialkylpiperidinium을 합성하였고, 이때 counter ion으로 BF4, PF6를 사용하였다. 합성된 N,N-Dialkylpiperidinium의 구조는 1H-NMR, FT-IR을 통하여 확인하였고, 합성된 유기 전해질은 CV 등과 같은 전기화학적 특성으로 전해질로서의 역할과 효율을 확인하였다.
Effects of solvent in vanadium redox flow battery
윤석용,예준희,김영석,최성호 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
In order to increase solubility of the V(acac)<sub>3</sub> as energy storage chemicals, we synthesized the electrolyte supporters such as N,N-dimethylpiperidinum tetrafluoroborate, [DMP]<sup>+</sup>[BF<sub>4</sub>]<sup>-</sup>, and N,N-dimethylpiperidinum hexafluorophosphate, [DMP]<sup>+</sup>[PF<sub>6</sub>]<sup>-</sup>, respectively. Subsequently, we prepared the binary and ternary electrolytes with [DMP]<sup>+</sup>[BF<sub>4</sub>]<sup>-</sup> or [DMP]<sup>+</sup>[PF<sub>6</sub>]<sup>-</sup> in order to increase solubility V(acac)<sub>3</sub>. The redox property of the V(acac)<sub>3</sub> with different concentration in binary and ternary electrolyte also evaluated by CV, respectively. The vanadium redox flow battery performance was also done in binary and ternary electrolytes with the different concentration of V(acac)<sub>3</sub> as energy storage materials.
하이드라진 염을 기반으로 하는 hypergolic 이온성 로켓추진제의 합성 및 연소특성 평가
윤석용,김선환,최성호 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0
최근 우주에서 로켓을 추진시키기 위해서는 자발적인 연소방법이 유용해 이에 대한 많은 연구가 진행 중이다. 현재 추진제에 적용되고 있는 염소산화물이나 하이드라진의 추진연료는 별도의 점화 장치를 필요로 하는 연료이며 또한 자동발화 추진제 적용 시 부식성이 강한 산화제와 동시에 사용하여 독성물질 발생 및 암 유발 물질 등의 부유물이 생성된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이온성 추진제는 기존의 추진제와 비교하여 열 안정성이 좋고, 산화제와 반응하여 자연발화 추진제로 사용할 수 있으며, 낮은 독성과 비 휘발성과 같은 많은 장점들을 가지고 있어 로켓추진제 적용이 매우 높다. 본 연구에서 N,N,N-trimethylhydrazinium을 기반으로 한 hypergolic 로켓 추진제를 합성하였고 counter anion으로는 iodiede, azide, cyanide를 사용하였다. 합성된 추진제는 1H-NMR, FT-IR을 통해 구조적특성을 확인하였다. 또한, 액체추진제를 만들기 위해 2-hydroxyethylhydrazine (HEH)에 혼합시켰으며, TGA, DSC, sine-wave vibro viscometer를 사용하여 물리화학적, 열 적 특성을 평가하였고, 이론화학적 방법을 통하여 생성 열 (Heat of formation), 폭발 속도, 폭발 압력을 조사하였다.