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인대민,노희숙,김대환,황갑진,유철휘 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)는 전해액을 산화 및 환원 시켜 전기 에너지로 저장하는 대용량 전력 저장용 전지로써 안전하고 리사이클링이 가능하며 출력과 용량의 독립적인 설계가 가능하고 대용량화가 용이하다는 장점을 가지고 있다. VRFB의 용량은 전해질 부피와 농도에 의해 결정되며, 전해질로 사용되는 V(II), V(III) 및 V(IV) 이온들은 온도가 증가할수록 용해도가 증가하나 1.6M 이상의 V(V) 이온은 40°C 이상의 온도에서 V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>로 침전물이 발생하여 용량이 감소하고, 이에 따라 에너지 밀도가 낮아지는 문제점이 있다. 따라서 VRFB의 에너지 밀도 향상을 위해 고농도(2M 이상)의 전해질이 필요하며, 침전이 발생하지 않는 안정한 전해질의 제조에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 다양한 바나듐 복합산 전해질과 유기 첨가제의 추가에 의해 전해질을 제조 하였고, 제조한 전해질의 전기화학적 특성을 CV 분석 및 충·방전 실험을 통해 확인하였다. 또한, 제조한 전해질의 40°C에서의 열적안정성을 측정하였다.
입상 제올라이트를 활용한 암모니아성 질소 제거에 관한 연구
인대민,김철진,조성빈,유철휘 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
최근, 물중의 오염물질 제거를 위해 저렴한 비용과 높은 효율성 및 2차적인 환경오염을 최소화 할 수 있는 장점을 가지는 활성탄, 화산재, 점토류 및 제올라이트를 이용한 처리방법이 지속적인 주목을 받고 있다. 이중에서 제올라이트는 구조적 특성과 뛰어난 이온교환능 및 높은 흡착력, 특정 이온에 대한 높은 선택성으로 인해 중금속제거를 위한 흡착제로서 많은 관심을 받고 있다. 특히 제올라이트는 광물 중에서 가장 뛰어난 양이온 교환능을 가지며 제올라이트의 골격구조에 따라 양이온의 선호도가 다른 특성을 가지고 있어 선택적인 양이온 교환이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 천연 입상 제올라이트를 K<sup>+</sup>, Na<sup>+</sup>, Ca<sup>2+</sup>, Mg<sup>2+</sup>로 이온치환을 진행한 후 치환된 양이온의 종류에 따른 암모니아성 질소의 제거에 대한 연구를 진행하였다. 암모니아성 질소 제거는 시간에 따른 제거율과 흡착량을 분석함으로서 진행하였다.
RFB(redox flow battery)에서의 이온교환막
인대민,유철휘,황갑진 한국막학회 2018 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2018 No.11
최근, 친환경적인 태양광, 풍력 등 재생에너지를 이용하는 발전시스템의 보급 및 인프라 구축, 차세대 전력망인 스마트 그리드 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 재생에너지를 이용하는 발전은 재생에너지의 변동성을 수용하고, 원활한 전력공급 및 발전설비의 효율적인 활용을 위해 에너지저장 기술(ESS, energy storage system)이 필요하다. 레독스 흐름 전지(RFB, redox flow battery)는 재생에너지의 원활한 부하평준화에 의한 전력공급, 주파수 조절, 비상용 전력을 위한 ESS의 하나로 기술개발이 이루어지고 있다. 본 발표에서는 RFB에서의 이온교환막의 필요성, 이온교환막이 갖추어야할 특성 등에 대해 설명하고자 한다.
인대민,송영준,이대엽,유철휘,황갑진 한국수소및신에너지학회 2017 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.28 No.2
The three electrodes (carbon felt) were tested in all-vanadium redox flow battery (VRFB) to confirm the its usefulness. The electrode property was measured by the CV (cyclic voltammetry) method. The current ratio of maximum peak(IPA/IPC) in GF040BH5 and GF051BH3 had almost the same value compared to that in XF30A. The performances of VRFB using the each electrode were measured during 5 cycles of charge-discharge at the current density of 60 mA/cm2. An average energy efficiency of the VRFB was 77.8%, 77.3%, and 79.2% for XF30A, GF040BH5 and GF051BH3, respectively. It was confirmed from the data that GF040BH5 and GF051BH3 is well suited for use in a VRFB as a electrode, like XF30A.
2P-497 AMV를 이용 저단가 전해질 개발 및 전해액의 전기화학적 특성 연구
인대민,황갑진,유철휘,임경태,길보민 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
세계적으로 친환경적인 풍력, 태양광 등 신재생에너지에 대한 연구가 진행되면서 간헐적인 전력 생산 특성을 보완하기 위해 에너지 저장 시스템(energy storage system, ESS)이 주목받고 있다. 이 중에서도 에너지 저장 시스템의 하나인 바나듐 레독스 흐름 전지(Vanadium Redox Flow Battery, VRFB)는 출력과 용량을 독립적으로 설계가 가능하다는 장점이 있어 대용량 에너지 저장 시스템으로 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)의 전해액 제조 비용의 단가를 낮추기 위해 메타 바나듐 산 암모늄(Ammonium metavanadate, AMV)을 사용한 전해액 제조에 대한 연구를 진행하였다. 또한 제조한 AMV 전해액을 사용하여 VRFB의 전기화학적 특성을 평가하였으며, 전기화학적 특성은 단위셀에서의 충방전 및 CV 분석을 통하여 확인하였다.
최호상,인대민,송영준,유철휘,황갑진 한국수소및신에너지학회 2017 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.28 No.5
The performance of all-vanadium redox flow battery (VRFB) was tested with an increase of the current density. APS membrane (anion exchange membrane) and GF050CH (cabon felt) were used as a separator and electrode, respectively. An average energy efficiency of the VRFB was 79.5%, 68.1%, and 62.8% for the current density of 60 mA/cm2, 120 mA/cm2, and 160 mA/cm2, respectively. It was confirmed that VRFB can be used as a energy storage system at the higher current density even if the energy efficiency was deceased about 21%.
송영준,황갑진,인대민 한국막학회 2017 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2017 No.05
레독스 흐름 전지(Redox flow battery)는 태양광, 풍력 등 재생에너지의 변동성을 수용하고, 원활한 전력의 공급 및 발전설비의 효율적인 활용을 위한 에너지 저장 시스템의 하나로 연구가 진행되고 있다. 특히 바나듐 레독스 흐름 전지(Vanadium Redox Flow battery, VRFB)는 재생에너지의 원활한 전력공급과 부하 평준화, 주파수 조절, 비상용 전력을 위한 에너지 저장 시스템으로 연구가 진행되고 있다. 바나듐 레독스 흐름 전지에서는 격막으로 이온교환막을 사용하고 있으며, 이온교환막의 바나듐 이온의 투과성, 막 저항은 전지의 전류효율, 전압효율에 영향을 미치고 있다. 본 발표에서는 VRFB용 이온교환막으로 요구되는 특성과 성능 측정 방법 등에 대해 설명하고자 한다.
Application of the commercial ion exchange membranes in the all-vanadium redox flow battery
황갑진,김상원,인대민,이대엽,유철휘 한국공업화학회 2018 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.60 No.-
Three commercial anion exchange membranes and two commercial cation exchange membranes were tested to use as a separator in the all-vanadium redox flow battery (VRFB). Membrane properties such as an ionic conductivity and a permeability of each vanadium ion were evaluated. Ionic conductivities decreased in the order: Nafion117 ≈ APS > NEPEM115 > FAP-PP-475 > FAP-PE-420. An anion exchange membrane had a low permeability of each vanadium ion compared to a cation exchange membrane. Energy efficiencies of VRFB using the commercial ion exchanges membrane had almost the same value in the range of 76.0–78.7%.