최근 지구의 환경 문제가 중요한 관심사로 떠오르고 있는 가운데, 세계 각국은 이를 해결하기 위해 관련된 규제들이 국제적으로 제정되고 있으며, 환경보호를 위해 시행되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 풍력, 태양광, 수력 같은 친환경 에너지에 관심이 집중되고 있다. 신재생에너지 보급이 전 세계적으로 빠르게 증가하고 있어 전력망 안정화를 위해 에너지 저장 시스템 보급은 필수적이다. 또한 중대형 ...
최근 지구의 환경 문제가 중요한 관심사로 떠오르고 있는 가운데, 세계 각국은 이를 해결하기 위해 관련된 규제들이 국제적으로 제정되고 있으며, 환경보호를 위해 시행되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 풍력, 태양광, 수력 같은 친환경 에너지에 관심이 집중되고 있다. 신재생에너지 보급이 전 세계적으로 빠르게 증가하고 있어 전력망 안정화를 위해 에너지 저장 시스템 보급은 필수적이다. 또한 중대형 리튬이차전지 제조단가 중 소재 비용이 가장 높은 비중을 차지해 제조단가를 낮추기 위해서 소재 비용의 절감이 반드시 필요하다. 현재 배터리 제품은 대부분 리튬이온전지를 사용하는데, 리튬이온전지는 수명이 정해져 있어 영구적인 사용이 불가하다. 특히 배터리 소모가 심한 게임, 전자상거래 APT 이용, 생방송 등과 같은 콘텐츠 수요가 늘어나면서 스마트폰을 사용하는 소비자들에게 보조배터리 소지는 필수요소가 됐다. 이에 본 논문에서는 화석 연료의 유한성과 환경오염 등의 문제점을 보면서 대체에너지 기술개발이 필요하며, 또한 해수전지를 이용한 실험을 통하여 친환경 배터리에 대하여 실험연구하고 개발하였다. 해수전지를 이용한 배터리를 만들기 위해 Coin cell 형태로 먼저 제조하여 사전실험을 진행하였을 때, 해수에 담궈 두었던 카본필터를 Coin cell 후단부에 접촉시켜 전류를 발생하였을 때에 카본필터에 미량의 해수가 존재하여도 전구가 점등되었다. 이 실험의 Coin cell을 기반으로 하여 가로 12cm, 세로 16.5cm, 높이 0.044cm의 Pouch cell로 제조 하였으며, 이 해수전지를 배터리 팩 2 병렬로 연결하여 배터리를 제작하였다. –20°C의 저온에서는 배터리의 내부저장 증가로 발휘되는 용량이 3.456Ah, 20∼40°C까지는 4.512Ah∼5.127Ah의 정상적인 용량으로 나타났으며, 40°C 이상의 고온에서는 더 이상 용량이 증가하지 않고 감소하였다. 초기 배터리의 용량은 20°C일 때 4.512Ah, 40°C일 때 5.127Ah로 측정되었으며, Cycle이 증가할수록 배터리의 용량은 점차 감소하였고 600회 충전·방전하였을 때에 배터리의 용량은 두 온도 모두에서 약 3.5Ah로 측정되었다. Cycle이 600회 이전에서는 사용조건이 40°C에서의 용량이 더 높았으나, 600회 이후부터는 사용조건이 20°C일 때의 용량이 더 높게 측정되었다. 해수전지는 해수자체로 냉각하기 때문에 폭발 및 발열을 억제하고 효율적인 전력 활용과 고품질 전력을 확보할 수 있으며, 안정적인 전력공급을 할 수 있는 충·방전이 가능한 이차전지로써 기존 제품과 차별성이 있다. 분리막에서 NaCl이 Na+와 Cl-이 분리되어 담수로 이용이 가능하며, 후처리가 필요하지 않은 친환경 장치이다. 해수전지는 가격경쟁력은 물론 침수에도 안전하다는 특성이 있기 때문에 차세대 ESS 시장을 선도할 가능성이 충분하며, 해수자원화 기술의 상용화는 물론이고 새로운 에너지 산업의 미래를 열어 나갈 수 있을 것으로 기대된다.
최근 지구의 환경 문제가 중요한 관심사로 떠오르고 있는 가운데, 세계 각국은 이를 해결하기 위해 관련된 규제들이 국제적으로 제정되고 있으며, 환경보호를 위해 시행되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 풍력, 태양광, 수력 같은 친환경 에너지에 관심이 집중되고 있다. 신재생에너지 보급이 전 세계적으로 빠르게 증가하고 있어 전력망 안정화를 위해 에너지 저장 시스템 보급은 필수적이다. 또한 중대형 리튬이차전지 제조단가 중 소재 비용이 가장 높은 비중을 차지해 제조단가를 낮추기 위해서 소재 비용의 절감이 반드시 필요하다. 현재 배터리 제품은 대부분 리튬이온전지를 사용하는데, 리튬이온전지는 수명이 정해져 있어 영구적인 사용이 불가하다. 특히 배터리 소모가 심한 게임, 전자상거래 APT 이용, 생방송 등과 같은 콘텐츠 수요가 늘어나면서 스마트폰을 사용하는 소비자들에게 보조배터리 소지는 필수요소가 됐다. 이에 본 논문에서는 화석 연료의 유한성과 환경오염 등의 문제점을 보면서 대체에너지 기술개발이 필요하며, 또한 해수전지를 이용한 실험을 통하여 친환경 배터리에 대하여 실험연구하고 개발하였다. 해수전지를 이용한 배터리를 만들기 위해 Coin cell 형태로 먼저 제조하여 사전실험을 진행하였을 때, 해수에 담궈 두었던 카본필터를 Coin cell 후단부에 접촉시켜 전류를 발생하였을 때에 카본필터에 미량의 해수가 존재하여도 전구가 점등되었다. 이 실험의 Coin cell을 기반으로 하여 가로 12cm, 세로 16.5cm, 높이 0.044cm의 Pouch cell로 제조 하였으며, 이 해수전지를 배터리 팩 2 병렬로 연결하여 배터리를 제작하였다. –20°C의 저온에서는 배터리의 내부저장 증가로 발휘되는 용량이 3.456Ah, 20∼40°C까지는 4.512Ah∼5.127Ah의 정상적인 용량으로 나타났으며, 40°C 이상의 고온에서는 더 이상 용량이 증가하지 않고 감소하였다. 초기 배터리의 용량은 20°C일 때 4.512Ah, 40°C일 때 5.127Ah로 측정되었으며, Cycle이 증가할수록 배터리의 용량은 점차 감소하였고 600회 충전·방전하였을 때에 배터리의 용량은 두 온도 모두에서 약 3.5Ah로 측정되었다. Cycle이 600회 이전에서는 사용조건이 40°C에서의 용량이 더 높았으나, 600회 이후부터는 사용조건이 20°C일 때의 용량이 더 높게 측정되었다. 해수전지는 해수자체로 냉각하기 때문에 폭발 및 발열을 억제하고 효율적인 전력 활용과 고품질 전력을 확보할 수 있으며, 안정적인 전력공급을 할 수 있는 충·방전이 가능한 이차전지로써 기존 제품과 차별성이 있다. 분리막에서 NaCl이 Na+와 Cl-이 분리되어 담수로 이용이 가능하며, 후처리가 필요하지 않은 친환경 장치이다. 해수전지는 가격경쟁력은 물론 침수에도 안전하다는 특성이 있기 때문에 차세대 ESS 시장을 선도할 가능성이 충분하며, 해수자원화 기술의 상용화는 물론이고 새로운 에너지 산업의 미래를 열어 나갈 수 있을 것으로 기대된다.
Recently, the environmental problems of the earth are emerging as an important concern, and related regulations are enacted internationally and implemented for environmental protection in the world. To solve these problems, attention is focused on eco-friendly energy such as wind power, solar power,...
Recently, the environmental problems of the earth are emerging as an important concern, and related regulations are enacted internationally and implemented for environmental protection in the world. To solve these problems, attention is focused on eco-friendly energy such as wind power, solar power, and hydroelectric power. As the supply of renewable energy is rapidly increasing worldwide, it is essential to supply energy storage systems to stabilize the power grid. In addition, the cost of materials is the highest among the cost of manufacturing medium and large lithium secondary batteries, so it is necessary to reduce the cost of materials to lower the manufacturing cost. Currently, most of the battery products use lithium ion batteries, which are not permanently available because of their lifespan. Especially, as the demand for content such as games with battery consumption, electronic commerce APT use, live broadcasting, etc. increased, it became a necessary factor for consumers who use smart phones to have auxiliary batteries. In this paper, we need to develop alternative energy technology while looking at problems such as finiteness and environmental pollution of fossil fuels, and experiment and development of eco-friendly batteries through experiments using seawater batteries. When the carbon filter was introduced into the back end of Coin cell, the light bulb was lit even if there was a small amount of seawater in the carbon filter when the carbon filter was contacted with the back end of Coin cell and the current was generated. Based on the Coin cell, the cell was made of Pouch cell with 12cm width, 16.5cm length and 0.044cm height. The battery was fabricated by connecting the seawater cell in parallel with the battery pack. The capacity of the battery at the low temperature of –20°C was 3.456Ah and the capacity of 4.512Ah~5.127Ah was normal at 20∼40°C, and the capacity of the battery was no longer increased at the high temperature above 40°C. The initial battery capacity was measured to be 4.512Ah at 20°C and 5.127Ah at 40°C. The capacity of the battery gradually decreased with increasing cycle, and the capacity of the battery was measured to be about 3.5Ah at both temperatures when 600 times of charging and discharging. The capacity of the cycle was higher at 40 °C before 600 times, but the capacity of the cycle was higher at 20°C after 600 times. Since seawater batteries are cooled by seawater itself, they can suppress explosion and heat generation, secure efficient power utilization and high quality power, and are differentiated from existing products as secondary batteries capable of charging and discharging stable power supply. NaCl is separated from Na+ and Cl- in the separation membrane and can be used as fresh water. And it is the environment-friendly apparatus in which post-processing is not necessary. Since seawater batteries are safe for price competitiveness as well as flooding, it is possible to lead the next generation ESS market, and it is expected that it will open the future of new energy industry as well as commercialization of seawater resource technology.
Recently, the environmental problems of the earth are emerging as an important concern, and related regulations are enacted internationally and implemented for environmental protection in the world. To solve these problems, attention is focused on eco-friendly energy such as wind power, solar power, and hydroelectric power. As the supply of renewable energy is rapidly increasing worldwide, it is essential to supply energy storage systems to stabilize the power grid. In addition, the cost of materials is the highest among the cost of manufacturing medium and large lithium secondary batteries, so it is necessary to reduce the cost of materials to lower the manufacturing cost. Currently, most of the battery products use lithium ion batteries, which are not permanently available because of their lifespan. Especially, as the demand for content such as games with battery consumption, electronic commerce APT use, live broadcasting, etc. increased, it became a necessary factor for consumers who use smart phones to have auxiliary batteries. In this paper, we need to develop alternative energy technology while looking at problems such as finiteness and environmental pollution of fossil fuels, and experiment and development of eco-friendly batteries through experiments using seawater batteries. When the carbon filter was introduced into the back end of Coin cell, the light bulb was lit even if there was a small amount of seawater in the carbon filter when the carbon filter was contacted with the back end of Coin cell and the current was generated. Based on the Coin cell, the cell was made of Pouch cell with 12cm width, 16.5cm length and 0.044cm height. The battery was fabricated by connecting the seawater cell in parallel with the battery pack. The capacity of the battery at the low temperature of –20°C was 3.456Ah and the capacity of 4.512Ah~5.127Ah was normal at 20∼40°C, and the capacity of the battery was no longer increased at the high temperature above 40°C. The initial battery capacity was measured to be 4.512Ah at 20°C and 5.127Ah at 40°C. The capacity of the battery gradually decreased with increasing cycle, and the capacity of the battery was measured to be about 3.5Ah at both temperatures when 600 times of charging and discharging. The capacity of the cycle was higher at 40 °C before 600 times, but the capacity of the cycle was higher at 20°C after 600 times. Since seawater batteries are cooled by seawater itself, they can suppress explosion and heat generation, secure efficient power utilization and high quality power, and are differentiated from existing products as secondary batteries capable of charging and discharging stable power supply. NaCl is separated from Na+ and Cl- in the separation membrane and can be used as fresh water. And it is the environment-friendly apparatus in which post-processing is not necessary. Since seawater batteries are safe for price competitiveness as well as flooding, it is possible to lead the next generation ESS market, and it is expected that it will open the future of new energy industry as well as commercialization of seawater resource technology.
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