• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.126-132
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• 2014

본 연구에서는 높은 농도의 염류가 집적된 시설재배지 토양의 제염을 위해 전기동력학적(EK) 기술을 적용한 파일럿 규모($2{\times}3{\times}0.2m^3$, $W{\times}L{\times}D$)의 실증시험을 실시하였다. 실험 전 토양의 전기전도도(EC)는 약 9 dS/m였으며, 토양내 주요 염류는 $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$ 이온이었다. 2주간의 EK 처리 후 토양의 EC는 실험 전에 비해서 52% 감소하였으며, 이 중 대부분은 초기 1주일 이내에 제거되었다(47%). 이는 주로 $Na^+$와 $Cl^-$의 제거에 의한 것으로 보이며, 주요 염류 이자 토양에 대해 높은 흡착능을 가지는 $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$이온은 상대적으로 제거율이 낮았다. EK 실험이 진행되는 동안 토양의 온도는 전류의 세기에 따라 증가하여 최대 $50^{\circ}C$까지 증가하였다. 따라서 작물이 재배 중인 토양의 원위치 EK 적용을 위해서는 토양의 온도 상승을 제한하기 위해 전류를 조절할 필요가 있다. 결론적으로 EK 기술을 이용하여 경작 중이거나 휴경 중인 시설재배지 토양의 원위치 염류 제거가 가능할 것으로 판단되며 효율적인 탈염을 위해서는 적절한 운전 전략이 요구된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.459-460
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• 2016

본 논문은 분산전원과 베터리에너지저장장치로 구성된 독립형 DC 마이크로그리드에서 배터리 에너지저장장치의 SoC변동에 따른 새로운 출력 전압 제어 방식을 제안하고 동작과 성능을 분석한 내용에 대하여 기술하고 있다. 제안하는 제어 방식은 SoC를 검출하여 일정한 게인 값을 곱하고 그 결과를 기저전압에 더해 DC Grid전압을 산출하는 방식이다. 제안하는 시스템의 동작타당성을 체계적으로 비교 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 검증하였다. 이를 기반으로 하드웨어 시뮬레이터를 제작하고 실험을 실시하여 실제 독립형 DC 마이크로그리드에 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권6호
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• pp.587-591
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• 2009

Lithium salt have been used mainly as electrolyte of thermal battery for electricity storage. Recently, The 3phase lithium salt(LiCl-LiF-LiBr) is tried to use as electrolyte of thermal battery for high electric power. It is reported that LiCl-LiF-LiBr salt have high ion mobility due to its high lithium ion concentration. Solid lithium salt is melt to liquid state at above $500{^{\circ}C}$. The lithium ion is easily reacted with support materials. Because the melted lithium ion has small ion size and high ion mobility. For the increasing mechanical strength of electrolyte pellet, the research was started to apply ceramic filter to support of electrolyte. In this study, authors used SiOC web and glass fiber filter as ceramic mat for support of electrolyte and impregnated LiCl-LiF-LiBr salt into ceramic mat at above $500{^{\circ}C}$. The fabricated electrolyte using ceramic mat was washed with distilled water for removing lithium salt on ceramic mat. The washed ceramic mat was observed for lithium ion reaction behavior with XRD, SEM-EDS and so on.

• 자원리싸이클링
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• 제11권4호
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• pp.44-50
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• 2002

분쇄, 자력선별을 통하여 철 성분을 제거한 폐망간전지 분말을 대상으로 침출제 농도, 온도, 고액비, 교반속도 등을 변화시키면서 황산용액에서 아연과 망간의 침출실험을 수행하였다. 침출시료의 X선 회절분석 결과 아연은 금속아연과 아연산화물, 망간은 이산화망간과 +3가 망간산화물로 존재하고 있어 황산에 의한 아연의 선택침출이 어렵다는 것을 확인하였다. 폐망간전지의 분쇄산물을 대상으로 황산침출을 행한 결과 고액비 1:10, 황산농도 1 M, 반응온도 $60^{\circ}C$, 교반속도 200 r.p.m에서 60분간 침출하였을 때 아연과 망간의 침출율은 각각 92%, 35%로 나타났으며, 반응 후 침출용액의 pH는 0.75, 침출용액 중 아연 및 망간의 농도는 각각 19.5 g/l, 7.8 g/l 이었다. 폐망간전지 분말의 황산침출시 망간의 침출율을 향상시키기 위해서는 환원제의 사용이 필요함을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.43-49
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• 2013

NCM계 폐리튬전지 공정 스크랩 재활용의 연구에 일환으로서 리튬화합물의 회수와 NCM 전구체를 제조하기 위한 침출거동에 대하여 살펴보았다. 이와 같은 목적을 달성하고자 수소를 이용하여 NCM계 스크랩 분말을 환원한 후, 먼저 $CO_2$ 가스로 탄산리튬을 회수하고, 산에 의한 침출거동을 연구하였다. 수소에 의한 환원율은 $800^{\circ}C$에서 약 93%를 나타내었으며, 수세에 의해 약 99%순도의 탄산리튬을 제조하였다. 그리고 수소환원 처리 전후 분말에 대한 산 침출거동을 비교한 결과, 수소환원 처리에 의하여 2M 황산농도에서 코발트 32%, 니켈 45%의 침출효과가 향상되었으며, 망간의 경우에는 약 90% 정도 침출되었다.

• 전기학회논문지
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• 제65권7호
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• pp.1151-1160
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• 2016

In recent years, the energy storage systems such as LiB, NaS, RFB(Redox-Flow Battery), Super- capacitor, pumped hydro storage, flywheel, CAES(Compressed Air Energy Storage) and so on have received great attention as practical solutions for the power supply problems. They can be used for various purpose of peak shaving, load leveling and frequency regulation, according to the characteristics of each ESS(energy storage system). This paper will focus at 1 MWh RFB system, which is being developed through the original technology project of energy material. The output of ESS is mainly characterized by C-rate, which means that the total rated capacity of battery will be delivered in 1 hour. And it is a very important factor in the ESS operation scheduling. There can be several options according to the operation intervals 15, 30 and 60minutes. The operation scheduling is based on the optimization to minimize the daily electricity cost. This paper analyzes the cost-saving effects by the each operating time-interval in case that the RFB ESS is optimally scheduled for peak shaving and load leveling.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.86-91
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• 2004

기계 화학법에 의해서 70-300nm 수준의 입도 분포를 갖는 $LiCoO_2$ 양극 분말을 제작하였다. $K_2SO_4$에 의하여 코팅 된 Li-Co 전구체는 약 $800^{\circ}C$에서 고온상 $LiCoO_2$로 결정화 되었으며, 이때 이 온도까지는 열분해 또는 서로 반응을 하지 않는 $K_2SO_4$의 영향에 의하여 분말의 입성장이 억제되어 나노 크기에 접근하는 입자를 얻을 수 있었고, 상대적으로 큰 표면 에너지에 기인하여 입자의 모양이 구형에 가깝게 형성되어 졌다. 합성돤 분말은 상용화 분말과 동일한 결정특성을 보였으나 , 투과전자현미경의 회절패턴 분석결과, 층상 뿐 아니라 부분적으로 정방정의 $LiCoO_2$ 상을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 정방정은 주로 입자 표면에 존재하게 되어 Li의 확산을 용이하지 않게 하므로, 합성된 $LiCoO_2$ 분말은 그 크기가 나노에 접근함에도 불구하고 전체 용량 및 rate 용량이 상용화 분할보다 더 낮은 값을 보였다. 이상의 결과로부터 뛰어난 고출력 및 고성능의 전지 제작을 위하여 분말의 크기를 미세화하는 작업은 물론 입자 표면의 결정상이 잘 조절된 분말을 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권5호
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• pp.67-76
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• 2017

산업용 폐 니켈-카드뮴 전지를 효율적으로 재활용하기 위하여 케이스에서 분리된 양극 및 음극 스크랩을 cut mill로 분쇄하여 분급하였으며, 철 성분 제거를 위하여 습식 자력선별법을 이용하였다. 또한 얻어진 양극 및 음극 분말을 습식법을 이용하기 위하여 다양한 조건에서의 산 침출 실험을 실시하였다. 최적 침출조건으로 2.0 M $H_2SO_4$, 반응온도 $90^{\circ}C$, 15 wt% $H_2O_2$, L/S=20의 조건에서 3시간 침출을 하여 유가금속인 니켈 및 카드뮴의 침출율을 99% 이상 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권1호
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• pp.23-31
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• 2019

폐전자제품 내에 포함된 유가금속 또는 유해금속자원의 재활용 기술 중 치환법(Cementation)은 상대적으로 높은 기전력을 나타내는 금속을 첨가함으로써 용액 내의 금속이온을 침전시키는 전기화학적 석출 방법으로 금속이온의 회수기술 중 경제적이며 효율적인 재활용 기술 중 하나로 부각되고 있다. 본 연구에서는 폐니켈-카드뮴 전지 내에 포함된 카드뮴 회수의 최적 조건을 선정하기 위하여 0.1 M 황산카드뮴($CdSO_4$) 용액과 Ni-Cd 침출액에서 pH, 온도, 아연의 입자크기, 아연의 투입량을 변수로 하여 실험을 진행하였다. 니켈과 카드뮴이 포함된 용액에서 아연의 입자크기와 온도가 중요한 변수로 작용하였으며, 700 um의 아연을 이용하여 $25^{\circ}C$의 온도를 나타내는 용액에서 카드뮴 대비 2.6배의 화학당량 비의 아연을 투입할 때 최적의 카드뮴의 회수율 및 니켈의 회수율을 최소화할 수 있는 조건임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.326-332
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• 2018

현재 우리나라는 친환경 및 원전비중 축소라는 에너지 정책의 큰 변화에 직면하고 있다. 그러나 에너지 정책 변화에 따라 폭발적 증가가 예상되는 전기차 배터리 및 에너지저장시스템 등 중대형 이차전지의 폐기물 사후관리체계 및 관련 정책은 매우 미비한 상태이다. 따라서 본 연구는 국내에서 폭발적인 증가가 예상되는 중대형 리튬이온전지의 철거량을 추정해보고, 중대형 이차전지 재활용 산업의 경제성 분석을 실시하고자 한다. 이를 토대로 국내 중대형 이차전지 재활용 산업의 수익성 분석 및 관련 재활용 산업의 활성화를 위한 정책적 대안을 모색하고자 한다. 연구 분석 결과 국내 중대형 리튬이온전지 재활용 사업의 경우 B/C 비율이 1.06으로 편익이 그 비용보다 높아 사업의 경제성이 존재하는 것으로 분석되었다. 동 사업의 경제성이 높고, 현재 국내에 중대형 이차전지 재활용 관련 부분적 원천기술 및 응용기술이 확보되어 있음에도 불구하고 산업 활성화가 되지 않는 이유는 중대형 이차전지 재활용의 법제화가 이루어지지 않아 국내 수요가 낮기 때문인 것으로 분석된다. 따라서 본 연구에서는 생산자책임재활용 제도의 의무대상 품목에 리튬이차전지를 추가하여, 중대형 이차전지 재활용의 국내 수요 확대를 통한 산업 활성화 방안을 제시하였다.