• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.70-71
• /
• 2011

최근 신재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 에너지 저장 장치로 친환경적인 2차 전지가 전기 에너지 저장 매체로 관심을 받고 있다. 2차 전지는 다양한 전자기기의 구동전원으로 널리 사용되고 있다. 2차 전지의 수명은 충방전과 관련이 있으며, 특히 니켈 수소 전지의 경우 과충전에 의한 온도 상승은 배터리 수명에 직접적인 영향을 준다. 경제성을 고려할 때 2차 전지는 배터리 관리 시스템을 필요로 하며, 충방전 전압과 전류 및 온도를 고려하여 충방전이 제어 되어야 한다. 본 논문은 범용 프로세서와 전압 전류 센서 및 온도센서를 사용하여 배터리의 자동 충방전 데이터 수집장치를 개발에 관한 것이다. 충방전 전압은 0.5V에서 15V까지 설정이 가능하도록 설계하였다. 제작된 장치로 충방전에 따른 배터리의 온도 변화가 측정 및 분석 가능 하였으며, 배터리 전압은 5mV 단위로 충방전이 가능함을 확인하였다.

• Fire Science and Engineering
• /
• v.33 no.1
• /
• pp.23-29
• /
• 2019

Rechargeable battery such as lithium-ion battery has been noticed as a kinds of the energy storage system in the recent energy utilization and widely used actually in various small electronic equipment and electric vehicles. However, many thermal runaway caused battery accidents occurred recently, which still is obstacle for advanced application of lithium ion battery. One of the main differences to general fires is the existence of ionized electrolyte with electron during combustion. Therefore, we simply simulated the ion addition effects of battery fires by introducing an ionized fuel in jet diffusion flames. When the ionized methane through a corona discharge was used as fuel, the overall flame stability and shape such as flame length showed no significant difference from normal methane flame, but NOx and CO emissions measured at the post flame region decreased. The ion addition effect of methane oxidation was also numerically simulated with the modeling of hydrogen addition in the mixture. It was confirmed that the hydrogen addition at a fixed temperature had a similar effects on ionization of methane and hence could be modeled successfully.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.74.2-74.2
• /
• 2010

전세계는 $CO_2$ 규제강화와 에너지의 효율적 사용에 대한 사회적, 경제적 요구가 증대되면서 친환경 에너지 설비와 지능형 전력망(smart grid)가 크게 예상되고 있다. 이에 따라 기존 내연기관에 근거한 발전산업 및 자동차 산업은 필연적으로 청정에너지 기반의 전기에너지로 점진적으로 대체될 것으로 판단된다. 따라서, 청정 발전 시스템의 보급 확대와 기존 에너지의 효율적 사용을 위해서 2차전지 기반의 전력저장 기술과 연료전지 기반의 분산발전 기술이 향후 미래에너지 산업의 근간이 되는 중요한 기술들로 부상하게 되었다. 아연/공기전지는 현재는 연료전지 개념의 1차전지에 기술수준이 머물러 있지만 향후 미래에는 기존의 리튬이온전지의 낮은 에너지밀도를 극복할 수 있는 미래 2차전지 기술의 하나로 평가받고 있다. 본 연구에서는 이러한 연료전지 개념의 아연/공기전지에 대하여 기존의 수소연료전지 기반의 분산발전 분야에 적용한다면 약 1/10 이하의 가격으로 조기에 시장진입이 가능할 것으로 판단하여 사전 타당성 연구 및 대면적화를 위한 기초 설계인자 연구를 수행하였다. 연구결과, 소형 단전지부터 약 800cm2까지의 대면적 단전지까지 대면적화를 위한 기초연구를 실시하였으며, 4개의 cell로 구성된 최고출력 90W급 전해질 순환형 미니스택 시스템을 구성하여 발전시스템으로서의 가능성과 문제점 등을 도출하였다. 이러한 시험결과를 바탕으로 25개의 cell로 구성된 약 1kW 급 스택을 설계하여 향후 소형 발전시스템을 제작하고자 하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.30 no.4
• /
• pp.347-355
• /
• 2019

As a solution to the growing concern on the global warming, researches are being actively carried out to apply carbon dioxide capture and storage technology to power generation systems. In this study, the integrated gasification combined cycle (IGCC) adopting oxy-combustion carbon capture was modeled and the effect of replacing the conventional air separation unit (ASU) with the ion transport membrane (ITM) on the net system efficiency was analyzed. The ITM-based system was predicted to consume less net auxiliary power owing to an additional nitrogen expander. Even with a regular pressure ratio which is 21, the ITM-based system would provide a higher net efficiency than the optimized ASU-based system which should be designed with a very high pressure ratio around 90. The optimal net efficiency of the ITM-based system is more than 3% higher than that of the ASU-based system. The influence of the operating pressure and temperature of the ITM on system efficiency was predicted to be marginal.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.1577-1578
• /
• 2015

전세계적으로 신재생 에너지를 활용한 기술에 대한 관심이 대두되고 있는 가운데, 국내외에서 활발히 연구 중인 연료전지를 철도차량에 적용하는 연구를 수행하였다. 연료전지를 동력으로 사용하는 철도 차량시스템은 계통에서 전력을 공급받아 구동하는 철도차량과 달리 배터리를 적용한 토폴로지를 사용한다. 배터리는 역행시 철도차량 견인전동기를 구동하거나 회생시 발생되는 전류를 저장한다. 본 논문은 수소연료전지 발전시스템을 적용시 사용되어야하는 배터리 시스템의 충방전 토폴로지에 대해 분석하였다. 견인전동기 역행 및 회생특성을 반영하여 배터리 충방전 토폴로지 적용가능성을 분석하였고 시뮬레이션을 통해 제어 특성을 확인하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.28 no.2
• /
• pp.156-165
• /
• 2017

This study quantitatively assessed the environmental impacts of fuel cell (FC) systems by performing life cycle assessment (LCA) and analyzed their energy efficiencies based on energy return on investment (EROI) and electrical energy stored on investment (ESOI). Molten carbonate fuel cell (MCFC) system and polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) system were selected as the fuel cell systems. Five different paths to produce hydrogen ($H_2$) as fuel such as natural gas steam reforming (NGSR), centralized naptha SR (NSR(C)), NSR station (NSR(S)), liquified petroleum gas SR (LPGSR), water electrolysis (WE) were each applied to the FCs. The environmental impacts and the energy efficiencies of the FCs were compared with rechargeable batteries such as $LiFePO_4$ (LFP) and Nickel-metal hydride (Ni-MH). The LCA results show that MCFC_NSR(C) and PEMFC_NSR(C) have the lowest global warming potential (GWP) with 6.23E-02 kg $CO_2$ eq./MJ electricity and 6.84E-02 kg $CO_2$ eq./MJ electricity, respectively. For the impact category of abiotic resource depletion potential (ADP), MCFC_NGSR(S) and PEMFC_NGSR(S) show the lowest impacts of 7.42E-01 g Sb eq./MJ electricity and 7.19E-01 g Sb eq./MJ electricity, respectively. And, the energy efficiencies of the FCs are higher than those of the rechargeable batteries except for the case of hydrogen produced by WE.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.28 no.4
• /
• pp.407-418
• /
• 2017

Battery heat management is essential for high power and high energy battery system because it affects its performance, longevity, and safety. In this paper, we investigated the temperature of the 18650 Lithium Ion Battery Module used in a Energy Storage System (ESS) and the cooling method to minimize cell-to-cell temperature variation of battery module. For uniform temperature distribution within a battery module, the flow direction of the coolant in a battery module has been changed according to the time interval, and studied the effect of the cooling method on the temperature uniformity in a battery module which includes a number of battery cells. The experimental results show that bi-directional battery cooling method can effectively reduce the cell-to-cell temperature variation compared with the one-directional battery cooling. Furthermore, it is also found that bi-directional battery cooling can reduce the maximum temperature in a battery module.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.18 no.6
• /
• pp.205-212
• /
• 2004

In this paper the design of a 1-[KVA] fuel cell powered line-interactive UPS system employing modular (fuel cell & DC/DC converter) blocks is proposed. The proposed system employs the two fuel cell modules along with suitable DC/DC converters and these modules share the DC-Link of the DC/AC inverter. A supercapacitor module is also employed to compensate for the instantaneous power fluctuations and to overcome the slow dynamics of the fuel processor. The energy stored in the supercapacitor can also be utilized to handle the overload conditions for a short time period. Due to the absence of batteries, the system satisfies the demand for an environmentally friendly and dean source of the energy. A complete design example illustrating the amount of hydrogen storage required for 1hr power outage, and sizing of supercacpacitor for transient load demand is presented for a 1-[KVA] UPS.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.105.2-105.2
• /
• 2010

석탄의 직접 연소 대신 고온/고압의 조건에서 불완전연소 및 가스화 반응을 통하여 일산화탄소(CO)와 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조하여 이용하는 석탄 가스화 기술은 현실적인 에너지원의 확보를 위한 방법인 동시에 이산화탄소를 저감할 수 있는 기술이라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 non-slagging 방식의 pilot급 분류층 석탄가스화기를 대상으로 고압 미분탄공급장치, 합성가스 냉각장치, 고온 집진장치 등을 연계하여 상용급 석탄가스기와 유사한 $1,300^{\circ}C$, 20 kg/$cm^2$의 운전조건에서 미분탄의 안정적인 공급을 통한 양질의 합성가스 제조 및 제조된 합성가스의 분기 공급특성 시험을 진행하였다. 그리고, 고압 미분탄공급장치는 공급호퍼에 저장된 미분탄을 고온/고압 조건으로 운전되는 석탄가스화기에 공급하기 위한 설비로서, 이러한 고압 미분탄공급장치를 이용한 기류수송 방식의 미분탄 공급 기술은 가스화기 설계 및 운전제어 기술과 더불어 석탄가스화기 시스템의 안정적 연속운전을 위한 가장 핵심적인 기술 중 하나라고 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 아역청탄인 인도네시아 ABK탄을 대상으로 향후 dense phase 고압 기류수송을 목적으로 하는 고압 미분탄공급장치의 성능특성을 시험을 진행하였는데, 시험 결과 73 kg/h 조건에서 20 kg/$cm^2$의 가스화기에 대한 안정적인 미분탄 공급특성을 확인할 수 있었으며, 이러한 미분탄 공급 조건에서 CO 40～45%, $H_2$ 16~20%, $CO_2$ 5~8% 조성의 양질의 합성가스를 평균적으로 $230{\sim}50Nm^3/h$ 안정적으로 제조할 수 있었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.36-42
• /
• 2007

In general, the battery and the(electric) condenser are pictured as electrical energy storage devices. Although there were lots of inventions and utilizations of morden conveniences according to enormous growth of the science and technologies after the Industrial Revolution, a speed of technology development on these devices being closely used in civilized human lives and many electric or electronic systems as a core component are relatively slower to the other fields of technologies. Nevertheless, based on a remarkable progress of the material science and technologies for the last ten years, a new type of electrical energy storage device so called as 'electrochemical capacitors' are being developed and used practically. The electrochemical capacitors exhibit their own characteristics of much enhanced capacitance over the conventional condensers and also distinctively exhibit a longer lift time and higher power capability that the nickel hydrogen batteries and secondary batteries such as lithium ion and polymer batteries does not show up so for. Hence, in this paper, it is intended to introduce a fundamental understanding and updated technology trends on the electrochemical capacitors.