| 바닷물 층을 이용하여 CO2를 압입하는 대규모 테스트 | ||||
| KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2011-12-16 | ||||
미국 에너지부 (DOE)에 의해 설립된 7 개의 지역 파트너십 중 하나인 "중서부 CO2 지중 저장 컨소시엄 (Midwest Geological Sequestration Consortium : MGSC)” 이 CO2 저장 기술을 미국에서 추진하기 위해 일리노이 디카터 (Decatur)에서 대규모 CO2 압입 테스트를 목적으로 한 CO2 압입을 시작했다. 본 테스트는 "지역 CO2 저류 제휴 ? 프로그램 (Regional Carbon Sequestration Partnerships program)"의 개발 단계 일부이며 지구의 기상 변화에 공헌할 수 있는 CO2 가스 회수 및 영구 저장 (격리)의 최선 방법을 규명하기 위해 2003년에 시작된 화석 에너지 기관 (FE) 이니셔티브이다. FE의 최고 운영 책임자인 Chuck McConnell 씨는 다음과 같이 말한다. "장기간 환경에 안전하고 안정적인 CO2 지중 저장을 확립하는 것은 CO2의 회수, 활용, 저장 (carbon capture, utilization and storage: CCUS)의 상업적인 보급을 성공 필수 요소이다. 다른 FE 지역 파트너십이 착수한 프로젝트와 마찬가지로 MGSC에 따르면 이 압입 테스트 프로젝트도 기후 변화 완화 정책의 중요한 대안으로 영구적인 지중 저장 (격리)의 미래 실현 가능성을 촉진 할 것으로 기대된다." 이 프로젝트의 CO2는 일리노이 디카터에있는 Archer Daniels Midland (ADM) 사의 에탄올 제조 시설에서 회수된다. 이번 프로젝트를 위해 만들어진 가공 공장에서 CO2 가스에서 수분을 제거하고 다음 드라이 CO2를 액체와 비슷한 모습인 "초임계"고밀도 단계로 압축한다. 다음 압축된 CO2는 긴 파이프라인을 통해서, CO2를 압입하는 지하 1 마일 이상의 깊은 포함 바닷물 층으로 보내진다. 최대 100 만톤의 CO2가 3 년 내내 깊이 약 7,000 피트 (약 2.1km)의 지하에 있는 Mt. Simon Sandstone에 압입된다. Mt. Simon Sandstone는 일리노이 분지에서는 최대의 포함 바닷물 저수지이며, CO2의 추정 저류 능력은 110 억 ~ 1510 억 t에 이른다. 프로젝트의 조사 단계에서 수집된 분석 데이터에 따르면, Mt. Simon 더 깊은 계층에는 압입되는 데 필요한 지질 특성이 갖추어져 있다. 일리노이 환경 보호국은 10 월 압입 시설 사양을 담은 리뷰를 완성하고 2011년 3월 마지막으로 "지하 압입 관리 인증 (Underground Injection Control Permit)"계약 압입 작업을 승인했다. 포함 바닷물 층에 대규모 CO2 압입 시험이 미국에서 실시되는 것이 인정된 것은 이것이 처음이다. 기준이 되는 환경 관련 자료 수집은 1 년 이상 행해지고 있다. 압입 중 및 압입 후, 포괄적인 모니터링 프로그램은 압입되는 CO2의 안전하고 영구 저장 (격리)가 확인되고 있다. 지하 CO2의 위치가 탐지되어 압입 지역 부근에서는 심부 연합 표층 (deep surface water) 지하수와 지표수 모니터링이 지속적으로 진행될 예정이다. 이 모니터 프로그램은 매년 평가되고 필요한 경우 수정된다. MGSC은 많은 CO2 회수 ? 저류 방식의 장점 조사를 전국 네트워크의 7 개의 지역 파트너십의 하나이며, 미국의 다양한 지역에 가장 적합한 방법을 설정합니다. 현재 MGSC이 선택으로 조사를 실시하고 있는 곳은, 일리노이주 대부분, 인디애나 남서부 및 켄터키 서부에 걸쳐 면적 60,000 평방 마일의 일리노이 분지이다. 이 지역의 CO2 배출량은 매년 2 억 6500 만 톤을 초과하고, 대부분은 이 지역에 있는 126 개소의 석탄 화력 발전소에 의한 것이다. DOE의 국립 에너지 기술 연구소 (National Energy Technology Laboratory: NETL)는 지역 CO2 저류 제휴 ? 프로그램 운영을 실시한다.
|
2011년 12월 19일 월요일
바닷물 층을 이용하여 CO2를 압입하는 대규모 테스트
http://mirian.kisti.re.kr/gtb_trend/pop_gtb_v.jsp?record_no=226805&site_code=SS13
리튬 에어 배터리에 대한 전해액 안정성이 매우 중요
http://www.gtnet.go.kr/search/search_main_v.jsp?comm_issue=Y&record_no=66783
| 리튬 에어 배터리에 대한 전해액 안정성이 매우 중요 | |
미국 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory) 연구진이 주도한 연구는 전해액 안정성(electrolyte solvent stability)이 리튬 에어 배터리(Lithium-air battery)의 수행력에서 핵심적인 역할을 수행하며, 새로운 전해질(electrolyte)에서의 진보가 리튬 에어 배터리의 가역성(reversibility)을 개선하고 높은 과전압(overpotential)을 줄이는 중요한 요소가 될 것이라고 밝혔다. 이 논문은 미국 화학학회 저널인 Journal of Physical Chemistry C에 발표됐다. 상용 리튬 이온 배터리와 비교했을 때 이론적으로 중량 대비 훨씬 더 높은 에너지 밀도(energy density)를 지닌 리튬 에어 배터리는 배터리-전기 자동차에서 장기적인 운행을 가능하게 하는 유망한 기술이 광범위하게 조사되고 있다. 그러나 전지를 공학적으로 제어하는 것 뿐 아니라, 음극, 양극 및 전해질 등을 위한 새로운 재료를 포함한 개발 및 상용화에는 상당한 도전 과제가 남아있다. 대부분의 연구는 전지 수행력에 대한 전해질의 역할을 이해하기 위하여 수행되는 제한된 연구에 따른 양극 구조 및 새로운 촉매의 개발에 초점을 맞추고 있다. 이 연구에서 연구진은 리튬 에어 배터리에서 방전이 일어나는 동안 프로필렌 탄산염(PC; propylene carbonate)과 1NM3(tri(ethylene glycol)-substituted trimethylsilane)를 기반으로 하는 전해질의 안정성에 대하여 실험적 연구와 계산적 연구를 결합한 분석을 수행했다. 실험적 연구는 충전 및 방전 생성물에 대한 X-선 광전자 분광 분석기(XPS; X-ray photoelectron spectroscopy)와 푸리에 적외선 분광 분석기(FTIR; Fourier transform infrared) 분석을 기반으로 수행됐다. 밀도 범함수 연구(Density functional studies)가 두 가지 용매에 대하여 몇 가지 가능한 분해 메커니즘에 대하여 수행됐다. 얻어진 결과는 프로필렌 탄산염의 불안전성을 확인한 반면, 트리에틸렌 글리콜로 치환된 실란이 방전 동안 안정적이라는 사실을 보여 주었다. 리튬 에어 배터리는 산소 양극(oxygen cathode)에 리튬 음극(lithium anode)이 결합된다. 방전이 일어나는 동안 리튬 음극은 전해질에서 리튬 이온을 생성하기 위하여 외부 회로에 전자를 방출함으로써 산화된다. 반면, 산소는 리튬 과산화물(lithium peroxide) 또는 이후 내부적으로 재충전될 수 있는 산화리튬(lithium oxide)을 형성하기 위하여 양극 표면에서 환원된다. 이 연구에서 연구진은 에테르(ether)가 산소 환원 방전 종에 더 안정적이라는 증거를 발견했다. 1NM3가 전해질로 사용될 때 산화리튬만 생성되고 탄산염(carbonate)은 형성되지 않았다. 반대로 동일한 전지 구성에서 프로필렌 탄산염은 방전 동안 탄산리튬(lithium carbonates)을 형성하기 위하여 분해됐다. XPS와 FTIR 실험은 올리고에테르 실란 기반의 전해질(oligoether silane-based electrolyte)이 사용될 때 산화리튬만 형성되고 탄산염이 형성되지 않았음을 보여 주었다. 반대로 XPS는 동일한 전지 구성에서 PC가 방전이 일어나는 동안 탄산리튬을 형성하기 위하여 분해 된다는 사실을 보여 주었다. C?O 분해와 가능한 산소 환원 종에 양자/수소 추출이 관여하는 거의 확실한 분해 반응 경로의 밀도 범함수 계산은 1NM3 종이 PC 보다 방전이 일어나는 동안 훨씬 더 안정적이라는 것을 확증했다. 다른 에테르에 대한 결과는 계산으로 얻은 값과 유사한 결과를 보여 주었다. 방전이 일어나는 동안 탄산염을 생성시키는 PC 전해질과 비교하여 1NM3 전해지를 사용할 때 방전이 일어나는 동안 산화리튬만 형성될 경우 전지 전하 과전압에서 초기 환원이 다량으로 발생했다. 이러한 사실은 리튬 에어 배터리에서 과전압이 방전 생성물을 충분히 제어함으로써 상당히 낮아질 수 있음을 제안했다. Argonne study highlights importance of electrolyte solvent stability for Li-air batteries, finds silane electrolytes promising13 December 2011A study led by researchers from Argonne National Laboratory reinforced that electrolyte solvent stability plays a key role in the performance of Lithium-air batteries, and that making advances in new electrolytes will be a key factor in reducing the large overpotential and improving reversibility of Li-air batteries. Their paper is published in the ACS Journal of Physical Chemistry C. Lithium-air batteries, with a much greater theoretical gravimetric energy density compared to conventional Li-ion batters, are under much investigation as a promising technology to enable long-distance driving in battery-electric vehicles. However, a number of significant challenges remain to development and commercialization, including new materials for the anode, cathode, and electrolyte, as well as in the engineering of the cells.
Li-air batteries combine a lithium anode in combination with an oxygen cathode; during discharge, the lithium anode is oxidized by releasing an electron to the external circuit to produce lithium ions in the electrolyte, whereas the oxygen is reduced at a cathode surface to form lithium peroxide or lithium oxide which then can be recharged internally. The organic carbonate electrolytes commonly used in Li-ion batteries have been shown by some recent studies not to be stable against oxygen reduction products formed during discharge in Li-air batteries, the authors note. In their study, they found evidence that the ethers are more stable toward oxygen reduction discharge species. Only lithium oxides and no carbonates are formed when the 1NM3 electrolyte is used. In contrast, propylene carbonate (PC) in the same cell configuration decomposes to form lithium carbonates during discharge.
Resources
|
2011년 12월 18일 일요일
미래유망기술(MiriAn)
http://mirian.kisti.re.kr/

1. 편의 지능형 생활환경 구현을 위한 생체현상 규명 및 인지과학 활성화


2. 건강한 삶을 위한 바이오 의과학


3. 고령화 사회에 대처하고 안전한 삶을 보장


4. 과학기술을 견인하는 저탄소 사회


5. 지구온난화를 예측, 대응하고 국토환경을 보존, 복원


6. 지속가능한 성장에 기여하는 신재생에너지


7. 국가적 위상 재고를 위한 극한환경과 거대과학


1. 편의 지능형 생활환경 구현을 위한 생체현상 규명 및 인지과학 활성화


2. 건강한 삶을 위한 바이오 의과학


3. 고령화 사회에 대처하고 안전한 삶을 보장


4. 과학기술을 견인하는 저탄소 사회


5. 지구온난화를 예측, 대응하고 국토환경을 보존, 복원


6. 지속가능한 성장에 기여하는 신재생에너지


7. 국가적 위상 재고를 위한 극한환경과 거대과학

대용량 초고속 전기 충전 기술
http://mirian.kisti.re.kr/
| ||||||||
| ||||||||
액체 OLED
http://mirian.kisti.re.kr/
| ||||||||
| ||||||||
차세대 나트륨 이온 전지
http://mirian.kisti.re.kr/
| ||||||||
| ||||||||
월드 스마트그리드 산업 대전을 다녀오다!
http://pcpinside.com/2571
월드 스마트그리드 산업 대전을 다녀오다!
ITNEWS 2011/12/16 09:58 Posted by pcp인사이드
월드 스마트그리드 산업 대전을 다녀오다!
지난 11월 16일 삼성 코엑스에서는 올해로 2회째를 맞이한 월드스마트그리드 산업대전(Korea Smart Grid Week)이 열렸습니다. 사실 RFID 전시회에 참석하기 위해 방문했는데 때마침 관심을 가지고 있던 스마트 그리드와 관련한 전시회가 함께 열리고 있어서 참석하고 왔습니다.
월드스마트그리드산업대전은 국내외 최고의 수준의 스마트 그리드 기술이 한자리에 보여 다양한 제품과 기술을 보고, 체험할 수 있는 정보 교육의 장이 되었습니다.

이 전시회에는 제가 필진으로 활동하고 있는 삼성SDI의 부스도 마련되어 다양한 기술과 제품들을 전시했습니다. 부스에는 전기자동차 배터리/충전 모듈, 태양광 충전 모듈, 연료전지 기술 전시 및 다양한 연료전지 기기 전시 그리고 다양한 에코 기능 및 스마트 기능이 들어간 삼성전자의 냉장고, 세탁기, TV 등의 가전과 프린터, 시리즈9 노트북, 스마트폰, 태블릿 등 IT 제품들이 전시되었습니다.





시리즈9, 태양광 미니노트북, 갤럭시S2, 갤럭시탭 10.1, 스마트TV 등 이슈가 되는 제품들을 함께 전시했으며 또한, 각 제품마다 어떤 에코 기술들이 적용되었는지를 소개하고 있습니다. 당장 사용하고 있는 노트북, 스마트폰, 태블릿, TV 등에 생각보다 정말 많은 에코 기술들이 담겨 있었습니다.
특히 삼성 홈시어터 중 해조류 소재로 스피커를 만든 제품도 있더군요.
다만 에코 기술자체의 발전이 조금씩 더딘 만큼 이전 전시회와 큰 차이가 없다라는 아쉬움이 들기도 했습니다. 이해는 합니다. 모든 기술이 집대성한 것이 바로 이 에코 기술이니까 말이죠. 내년에는 또 다른 알찬 부스를 기대해보겠습니다.

이외에도 삼성자동차 부스에서는 100% 전기 에너지로 작동하는 SM3 Z.E가 전시되었습니다. 아쉽게도 실제 시승 행사는 참석하지 못했지만 전기 자동차다운 조용함은 물론 최고 속도 140km와 충전 후 주행거리 170km, 11.5초의 제로백 등의 성능을 보여주는 등 곧 상용화해도 될 만큼의 완성도를 보여줬다고 합니다.


재미있는 것은 이날 갤럭시탭이 SM3 Z.E 옆에 전시되었는데 이 갤럭시탭에 설치된 어플을 통해 원격으로 시동을 걸고, 도어 및 창문 Lock/Unlock, 충전 상태 정보 확인, 헤드라이트 ON/OFF 등 을 조작할 수 있었습니다. 상당히 재미있더군요. 아무도 없는데 혼자 시동이 걸리고 창문이 열리고 또, 집안에서도 내 차의 상태를 확인할 수 있다라는 점 등 실제 상당히 유용하게 이용될 듯 합니다.

또한, 컨셉카인 1인용 전기 자동차 TWIZY도 함께 전시되었습니다. 미래형 차라고 해도 될 만큼 독특한 디자인을 하고 있습니다. 이 TWIZY는 이미 이전 모터쇼 등에서도 봐왔던 차입니다.

또 하나 S&T 모터스에서 전기 스쿠터와 이륜차 충전소 등을 전시했습니다. 콘셉트 바이크인 F.C-1R은 물론 실제 양산되고 있는 에바라는 바이크를 볼 수 있었습니다.
F.C-1R은 영화에서나 보는 듯한 독특한 디자인으로 메탄올 배터리로 작동되는 스쿠터입니다. 독특한 디자인으로 사람들의 시선을 이끌었습니다.

에바의 경우 유러피언 느낌의 새련된 디자인과 다양한 색상 등이 돋보이는 제품이었습니다. 이 에바 역시 별도 마련된 트랙에서 시승할 수 있는데 저는 마지막 날 늦은 시간에 가서 아쉽게도 체험하지 못했습니다. 언뜻 제품 소개를 받았는데 이 에바에는 삼성SDI와 합작회사인 SB Limotive 배터리가 담겨 있다고 합니다. 또한, S&T 로미오라는 바이크와 달리 배터리가 발판 부분에 장착되어 시트 하단부에 수납할 수 있는 공간이 있습니다.

최고 시속 70km, 주행거리는 완충 후 최대 90km 정도를 이동할 수 있다고 합니다. 전기 스쿠터의 특성답게 소음이 거의 없어 별도 소리를 별도 입력하여 시동 시 스피커를 통해 흘러나오도록 했습니다.또, 시트를 열면 USB 포트가 있는데 이 포트를 통해 USB 메모리 등을 연결 음악을 감상할 수 있습니다.
가격은 약 300만원 후반대로 아직 배터리 가격이 상당부분을 차지한다고 합니다. 삼성SDI가 조금 더 노력해서 대량생산 및 기술개발을 통해 가격을 낮춰준다면 조만간 길거리에서 더 많은 전기 자동차와 전기 스쿠터를 만날 수 있게 될 듯 합니다.

아직 이슈가 되는 전시회도 또, 큰 규모의 전시회도 아니지만 미래를 내다볼 수 있는 그리고 다양한 기술력을 한눈에 확인할 수 있는 전시회였습니다. 혹시 다음에 또 이러한 주제의 전시회를 연다면 꼭 참석해보세요. 알찬 정보를 보고, 듣고, 체험할 수 있습니다.
월드 스마트그리드 산업 대전을 다녀오다!
ITNEWS 2011/12/16 09:58 Posted by pcp인사이드
월드 스마트그리드 산업 대전을 다녀오다!
지난 11월 16일 삼성 코엑스에서는 올해로 2회째를 맞이한 월드스마트그리드 산업대전(Korea Smart Grid Week)이 열렸습니다. 사실 RFID 전시회에 참석하기 위해 방문했는데 때마침 관심을 가지고 있던 스마트 그리드와 관련한 전시회가 함께 열리고 있어서 참석하고 왔습니다.
월드스마트그리드산업대전은 국내외 최고의 수준의 스마트 그리드 기술이 한자리에 보여 다양한 제품과 기술을 보고, 체험할 수 있는 정보 교육의 장이 되었습니다.
이 전시회에는 제가 필진으로 활동하고 있는 삼성SDI의 부스도 마련되어 다양한 기술과 제품들을 전시했습니다. 부스에는 전기자동차 배터리/충전 모듈, 태양광 충전 모듈, 연료전지 기술 전시 및 다양한 연료전지 기기 전시 그리고 다양한 에코 기능 및 스마트 기능이 들어간 삼성전자의 냉장고, 세탁기, TV 등의 가전과 프린터, 시리즈9 노트북, 스마트폰, 태블릿 등 IT 제품들이 전시되었습니다.
시리즈9, 태양광 미니노트북, 갤럭시S2, 갤럭시탭 10.1, 스마트TV 등 이슈가 되는 제품들을 함께 전시했으며 또한, 각 제품마다 어떤 에코 기술들이 적용되었는지를 소개하고 있습니다. 당장 사용하고 있는 노트북, 스마트폰, 태블릿, TV 등에 생각보다 정말 많은 에코 기술들이 담겨 있었습니다.
다만 에코 기술자체의 발전이 조금씩 더딘 만큼 이전 전시회와 큰 차이가 없다라는 아쉬움이 들기도 했습니다. 이해는 합니다. 모든 기술이 집대성한 것이 바로 이 에코 기술이니까 말이죠. 내년에는 또 다른 알찬 부스를 기대해보겠습니다.
이외에도 삼성자동차 부스에서는 100% 전기 에너지로 작동하는 SM3 Z.E가 전시되었습니다. 아쉽게도 실제 시승 행사는 참석하지 못했지만 전기 자동차다운 조용함은 물론 최고 속도 140km와 충전 후 주행거리 170km, 11.5초의 제로백 등의 성능을 보여주는 등 곧 상용화해도 될 만큼의 완성도를 보여줬다고 합니다.
재미있는 것은 이날 갤럭시탭이 SM3 Z.E 옆에 전시되었는데 이 갤럭시탭에 설치된 어플을 통해 원격으로 시동을 걸고, 도어 및 창문 Lock/Unlock, 충전 상태 정보 확인, 헤드라이트 ON/OFF 등 을 조작할 수 있었습니다. 상당히 재미있더군요. 아무도 없는데 혼자 시동이 걸리고 창문이 열리고 또, 집안에서도 내 차의 상태를 확인할 수 있다라는 점 등 실제 상당히 유용하게 이용될 듯 합니다.
또한, 컨셉카인 1인용 전기 자동차 TWIZY도 함께 전시되었습니다. 미래형 차라고 해도 될 만큼 독특한 디자인을 하고 있습니다. 이 TWIZY는 이미 이전 모터쇼 등에서도 봐왔던 차입니다.
또 하나 S&T 모터스에서 전기 스쿠터와 이륜차 충전소 등을 전시했습니다. 콘셉트 바이크인 F.C-1R은 물론 실제 양산되고 있는 에바라는 바이크를 볼 수 있었습니다.
F.C-1R은 영화에서나 보는 듯한 독특한 디자인으로 메탄올 배터리로 작동되는 스쿠터입니다. 독특한 디자인으로 사람들의 시선을 이끌었습니다.
에바의 경우 유러피언 느낌의 새련된 디자인과 다양한 색상 등이 돋보이는 제품이었습니다. 이 에바 역시 별도 마련된 트랙에서 시승할 수 있는데 저는 마지막 날 늦은 시간에 가서 아쉽게도 체험하지 못했습니다. 언뜻 제품 소개를 받았는데 이 에바에는 삼성SDI와 합작회사인 SB Limotive 배터리가 담겨 있다고 합니다. 또한, S&T 로미오라는 바이크와 달리 배터리가 발판 부분에 장착되어 시트 하단부에 수납할 수 있는 공간이 있습니다.
최고 시속 70km, 주행거리는 완충 후 최대 90km 정도를 이동할 수 있다고 합니다. 전기 스쿠터의 특성답게 소음이 거의 없어 별도 소리를 별도 입력하여 시동 시 스피커를 통해 흘러나오도록 했습니다.또, 시트를 열면 USB 포트가 있는데 이 포트를 통해 USB 메모리 등을 연결 음악을 감상할 수 있습니다.
가격은 약 300만원 후반대로 아직 배터리 가격이 상당부분을 차지한다고 합니다. 삼성SDI가 조금 더 노력해서 대량생산 및 기술개발을 통해 가격을 낮춰준다면 조만간 길거리에서 더 많은 전기 자동차와 전기 스쿠터를 만날 수 있게 될 듯 합니다.
아직 이슈가 되는 전시회도 또, 큰 규모의 전시회도 아니지만 미래를 내다볼 수 있는 그리고 다양한 기술력을 한눈에 확인할 수 있는 전시회였습니다. 혹시 다음에 또 이러한 주제의 전시회를 연다면 꼭 참석해보세요. 알찬 정보를 보고, 듣고, 체험할 수 있습니다.
피드 구독하기:
글 (Atom)