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2014. 10. 21. 19:40

삼상90A 신제품신기술2014. 10. 21. 19:40

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2014. 10. 21. 19:38

삼상70A 신제품신기술2014. 10. 21. 19:38

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삼상50A 신제품신기술2014. 10. 21. 19:28

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세계에서 가장 얇은 전기 발전기  (0) 2014.10.21
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2014. 10. 21. 19:25

삼상35A 신제품신기술2014. 10. 21. 19:25

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일본의 니케이(Nikkei)는 도요타사가 미라이(Mirai)로 이름붙은 새로운 수소 연료전지 자동차의 판매를 12월 일본에서 시작할 것이라고 발표하였다. 도요타사는 2015년 4월 전에 일본에서, 2015년 여름 전에 미국과 유럽에서 연료전지 자동차의 판매를 시작할 것이라고 이미 발표한 바 있다. 니케이는 도요타사가 매년 700대의 연료전지 자동차를 제조할 계획을 가지고 있으나 초기 수요는 이미 1,000대에 근접하다고 발표하였다. 도요타사는 필요한 연료주입 인프라구조의 개발 진도에 맞추어 연료전지 자동차의 생산 증대를 고려할 것이다.

도요타사의 새로운 수소 연료전지 자동차는 전륜구동의 4도어, 4좌석 세단이다. 이 자동차는 휘발유 엔진 자동차와 비슷한 성능과 주행 거리(대략 650km/404마일)를 가지고 있으며 대략 3분의 연료 주입 시간을 가진다. 승객의 공간을 극대화하고 무게를 감소시키기 위하여 자동차 구조의 특별한 점은 연료전지, 배터리, 탱크들이 모두 바닥에 설치되어 있다. 2개의 탱크들은 700바 이상의 고압에서 수소를 저장한다.

자동차의 앞부분에는 전기 모터, 전기 제어 시스템, 부스트 전환기가 설치되어 있다. 연료전지에 의해서 생산된 전압을 증가시키는 컨버터는 모터의 크기는 동일하면서 전지의 숫자는 저감시킴으로써 비용을 저감하고 성능을 향상시킨다.

도요타사가 하이랜더 SUV 기반의 연료전지 자동차들을 일본과 북미 지역의 소비자들에게 임대해준 2002년 이래로 기술은 현저하게 개선되고 있다. 새로운 연료전지의 핵심은 가습기를 사용하는 않는다는 점이다. 연료전지 운전에 요구되는 증기는 수소와 산소의 화학 반응에 따른 물의 생산으로부터 직접적으로 얻게 된다. 이와 같은 연료전지 구조는 보다 단순하고, 신뢰성이 향상되며 더욱 밀집되고 가벼우며 저렴하게 만들 수 있도록 해준다.

비록 정부와 시의 구매자들이 새로운 연료전지 자동차들을 먼저 받게 될 것이나 20일 또는 한 달 후부터 일반에게 판매될 것이라고 니케이는 발표했다. 가격은 대략 7백만 엔이나 도요타사는 정부의 보조금을 통해서 가격이 대략 5백만엔 대로 낮아지기를 원하고 있다. 이 자동차는 도코, 나고야, 오사카, 후쿠오카의 4개의 대도시 지역들에서 주로 판매될 것이다. 단지 30개의 수소 스테이션들이 현재 이용가능하나 정부는 2015년에 100개까지 확대할 목표를 세웠다.

도요타의 동력 설비의 비전에서 근 시일 내의 단거리 개인 이동은 도요타의 혁신적인 i-ROAD와 같은 소형의 전통적인 도시형 전기 자동차들이 담당할 것이다. 다른 방향에서 도요타사는 장거리 여행, 공공 및 화물 운송을 위하여 적절한 방법으로 연료전지를 검토하고 있다. 양극단 사이에서 대다수의 자동차들은 휘발유, 경유, 바이오, 천연가스와 같은 화석 자원들에 의한 내연 엔진의 사용이 지속될 것이다. 이런 상황에서 도요타사는 7백만 대의 판매를 달성한 하이브리드 자동차가 환경과 에너지 고갈과 관련된 이동 문제들을 해결할 수 있는 최적의 방법으로 확신하고 있다.


※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 12월에 상용 판매되는 도요타의 연료전지 세단
:
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2014. 10. 21. 09:56

세계에서 가장 얇은 전기 발전기 신제품신기술2014. 10. 21. 09:56

발전기1.png


이 그림은 MoS2 물질이 잡아당겨질 때 이황화몰리브데눔의 단일 원자층으로부터 압착된 양과 음의 편극된 전하를 보여주고 있다.


미국 컬럼비아 대학과 조지아 공대 연구진은 처음으로 원자 두께의 물질에서 압전과 피에조트로닉 효과를 실험적으로 관측하였다고 오늘 발표하였다. 이 효과는 독특한 전기 발전기와 기계센싱 디바이스를 투명하고 유연하며 확장될 수 있도록 제작될 수 있게 만들 수 있다. 이들의 논문은 네이처 저널에 발표되었다. 이들 연구진은 2차원 MoS2 물질로부터 전기의 기계적 생산을 시연하였다.

이런 물질에서 압전 효과는 이전에 이론적으로 예측되었다. 압전은 물질의 압축과 팽창으로 물질이 전압을 생산할 수 있는 현상으로 매우 잘 알려져 있다. 반대 현상으로서 전압을 물질에 가하면 물질이 팽창하거나 수축할 수 있다. 그러나 단지 몇 개의 원자 두께로 이루어진 물질에 대해서는, 압전에 대한 어떤 실험적 관측도 지금까지 존재하지 않고 있다. 이들 연구진은 연구 결과는 몰리브데눔, 이황화물과 같은 2차원 물질에 대한 새로운 특성을 제공하여 줄 수 있으며, 새로운 종류의 기계적으로 제어되는 전자 디바이스에 대한 가능성을 열어줄 수 있을 것으로 기대된다.

단지 원자 한 개 두께의 이 물질은 착용할 수 있는 디바이스로 사용될 수 있으며 직물에 통합될 수 있어서 몸의 움직에서 발생하는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 입는 센서 또는 메디컬 센서의 전원 공급원으로 사용될 수 있다. 또한 휴대폰을 충전시키기에 충분한 에너지를 공급하여 줄 수 있을 것이라고 이 연구를 이끌고 있는 James Hone 컬럼비아 대학 교수는 말하였다.

압전 효과 및 피에조트로닉 효과의 검증은 이런 이차원 물질에 새로운 기능성을 제공하여 줄 수 있다고 조지아 공대 연구진은 말하였다. 이 분야의 연구자들은 이황화몰리브덴의 압전 효과가 새로운 가능성을 열어 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. Hone과 그의 연구진은 2차원 형태의 탄소인 그래핀이 가장 강한 물질이라는 것을 시연하였다.

조지아 공대 연구진은 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 압전 나노발전기 분야에서 선구적인 역할을 하고 있다. 이들 연구진은 또한 피에조트로닉 디바이스도 개발하고 있다. 이 디바이스는 압전 전하를 이용하여 물질을 통한 전류 흐름을 제어한다. 이것은 게이트 전압이 전통적인 3 단자 트랜지스터에서 하는 역할과 비슷하다.

이황화 몰리브데눔이 전류 발생기로 사용될 수 있도록 하는 2가지 핵심 요소가 있다. 홀수 개수의 층을 사용하는 것과 그것을 적합한 방향으로 휘게 하는 것이다. 이 물질은 고도로 극성을 갖고 있어서 짝수 개의 층은 서로 압전 효과를 상쇄시킨다. 이 물질의 결정질 구조는 또한 특정한 결정 방향에서만 압전 효과를 발생시킨다.

특성 연구를 위해서, Hone의 연구진은 얇은 MoS2 조각을 유연한 플라스틱 기판 상에 놓았다. 그리고 그것들의 결정이 어떤 방향으로 정렬되었는지를 광학 기술로 결정하였다. 이들 연구진은 그 다음 금속 전극을 MoS2 조각에 패턴으로 만들었다. 조지아 공대에서 수행된 연구에서, 이들 연구진은 시료에 측정 전극을 설치하고 Hone의 그룹에 제공하였다. 그 다음 시료가 기계적으로 변형될 때 흐르는 전류를 측정하였다. 그들은 기계적 에너지가 전기적 에너지로 변환되는 것을 모니터하고 전압과 전류 출력을 관측하였다.

연구진은 또한 출력 전압이 인가된 변형의 방향을 변경하면 부호가 역전된다는 것을 관측하였다. 그리고 짝수개의 원자 층을 가진 시료는 출력 전압이 사라진다는 것도 발견하였다. 이것은 지난해 예측된 이론과 일치하였다. 홀수 개수를 가진 MoS2에서 피에조트로닉 효과의 존재가 처음으로 이들 연구진에 의해서 발견된 것이다.

매우 흥미로운 것은 벌크 상태에서는 압전 효과가 보이지 않지만 그것이 단일 원자층으로 극도로 얇아지면 압전 효과가 나타나는 MoS2와 같은 물질을 발견한 것이라고 연구진은 말하였다. 압전이 되기 위해서, 물질은 중앙 대칭이 붕괴되어야만 한다. MoS2의 단일 층은 그와 같은 구조를 가지고 있다. 그러나 벌크 MoS2는, 연속적인 층이 반대 방향으로 향하고 있어 서로 상쇄되어 압전 효과가 나타나지 않는 양의 전압과 음의 전압을 생성한다. 이런 특이한 성질을 가진 물질은 기능성 디바이스를 위한 새로운 압전 물질로 등록될 수 있을 것이라고 연구진은 말하였다.

실제로 MoS2는 전이 금속 이유화 물질(dichalcogenides)로 알려진 2차원 반도체 물질 종류 중 하나이다. 이 종류의 모든 물질은 비슷한 압전 특성을 가지고 있다고 예측되고 있다. 이것들은 더 큰 2차원 물질 종류로서 그것들의 압전 특성은 아직 연구되고 있지 않고 있다. 이들 연구진에 의해서 보여졌듯이, 2차원 물질은 전통적인 물질보다 훨씬 더 크게 확장될 수 있으며, 특히 전통적인 세라믹 피에조전기 물질에서 그렇다. 이런 물질은 매우 부서지기 쉽다.

이런 연구는 물질과 그것의 독특한 특성을 이용한 새로운 응용의 개발을 가능하게 해 줄 수 있을 것이다. 이들 연구진은 그들의 실험이 물질이 단일 원자 수준으로 작아지면 얼마나 다른 유용한 특성이 나타날 수 있는지를 보여주는 좋은 예라고 말하였다. 궁극적으로 이들의 연구는 주위 환경으로부터 기계적 에너지를 수확하여 자체 발전될 수 있는 완전한 원자 두께의 나노시스템을 개발할 수 있을 것이라고 이들 연구진은 내다보고 있다. 이 연구는 또한 처음으로 2차원 물질에서 피에조트로닉 효과를 밝혀내었으며, 이것은 인간-기계 인터페이싱, 로보틱스, MEMS 및 활성적인 유연한 전자기술을 위한 층으로 된 물질의 응용을 크게 확장시킬 수 있을 것이다.


KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 세계에서 가장 얇은 전기 발전기
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고리.jpg

재사용 축전지의 도입이 재생 가능 에너지의 “고리”를 만들어 낸다



가고시마현(鹿?島?) 사츠마센다이시와 스미토모상사는 낙도에 재생가능 에너지를 보급시키기 위한 환경정비를 공동으로 추진한다. 큐슈의 남서쪽에 위치한 카미코시키지마(鹿?島?)에 전기자동차의 축전지를 대량 도입하고, 태양광발전과 함께 계통에 접속하는 공동실증 사업을 실시한다.

사츠마센다이시가 사업을 주도하여 축전지의 설치장소를 제공하고 큐슈전력이 기술적인 조언을 한다. 다른 낙도에도 전개 가능한 사업을 목표로 한다. 스미토모상사는 스미토모상사 큐슈와 연대하여 설비 한 세트는 카미코시키지마에 구축한다. 2015년 6월에 착공하여 같은 해 8월에 완성하고, 9월에 설비를 가동시킬 예정이다. 설비공사비는 수억 엔 정도이다. 그 중 3분의 2를 보조금으로, 남은 3분의 1를 사츠마센다이시(薩摩川?市)와 당사에서 똑같이 부담한다.

가고시마 사츠마센다이시와 스미토모상사는 낙도에 재생 가능한 에너지를 보급시키기 위하여 환경정비에 공동으로 나섰다. 2014년 10월 10일에 양자가 협정서를 체결하였다. 무대가 된 것은 큐슈의 남서에 위치한 낙도, 가미코시키섬(上甑島)이다. 사츠마센다이시가 스미토모상사를 선택한 이유는 대규모 축전지에 대하여 실적이 있기 때문이다. 스미토모상사는 닛산자동차와 공동으로 공동사업회사 4r-energy를 설립하였으며, 2014년 2월에는 오사카시의 연안지역에 컨테이너형 축전지를 설치하였다. 오사카시에서 이용한 축전지는 닛산자동차 “리프”에 탑재된 리륨이온 축전지의 재사용품이다. 리프 16대분을 설치하였다. 시스템의 규모는 출력 0.6MW, 용량 0.4MWh이다. 전기자동차(EV)의 축전지를 재이용한 대형 시스템의 실용화로서 세계 최초의 시도라고 한다.

가미코시키시마의 2개소에 축전지 시스템을 도입한다. 지정피난소 인접지에는 리프 36대분에 상당하는 대형 재사용 축전지(용량 약 600kWh)를 도입한다. 출력 약 100kW의 태양광 발전 시스템과 조합시킨다. “노인복지센터”에는 리프 1대분인 약 17kWh의 재사용 축전지를 도입하며, 병설하는 태평양광 발전 시스템의 출력은 약 10kW이다. 지정피난소 인접지는 규모가 크므로 축전지를 섬 내의 계통과 접속한다. 노인복지센터는 계통에서 독립된 구성으로 한다.

대형 재사용 축전지의 형상은 오사카시의 사례와 거의 동일하며, 컨테이너형이다. 재사용 축전지의 규모는 작기 때문에 다른 형상이다. 운전개시 후에는 4r-energy가 개발한 전력 매니지먼트 시스템으로 상시 출력을 감시하여 동작을 제어한다. 축전지의 도입에 따라 고시키섬의 환경은 어떻게 변화할 것인가. 주생거리가 짧아도 되는 낙도에서는 섬 내에서 에너지를 자급할 수 있는 전기자동차가 좋다. 전기자동차의 재사용 축전지가 증가하면 재생가능 에너지를 보다 대량으로 도입할 수 있게 된다. 즉 재생가능 에너지의 고리가 완성될 것이다.

대형 재사용 축전지의 도입에 따라 섬 내의 다른 태양광 발전소의 출력변동을 어느 정도 흡수할 수 있는지 이번 공동실증사업을 추진해 나가면서 검증한다. 또한 오사카시의 사례에서는 10MW의 태양광 발전소에 대하여 0.6MW의 출력변동분을 흡수할 수 있다는 예측을 세우고 있다.

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 전기자동차, 축전지, 태양광: 낙도에서의 에너지 고리
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- 닛산(Nissan, 日産) 자동차, 디맨드 리스폰스 실증 실험을 개시 -

닛산 자동차 주식회사는 전기 자동차(이하, EV) ′닛산 리프(Nissan Leaf)′와 전력 공급 시스템 ′LEAF to Home′을 활용한 에너지 매니지먼트의 실증 실험을 2014년 10월부터 개시한다고 발표하였다. 이 실증 실험은 주식회사 Eneres의 인센티브형 디맨드 리스폰스(demand response, 이하 DR) 실증 실험에 닛산이 참가하는 것이라고 한다. 닛산은 가나가와(Kanagawa, 神奈川) 닛산자동차 주식회사 매장에서 ′닛산 리프′와 ′LEAF to Home′을 사용하여 실증 실험에 임해 에너지 매니지먼트에 있어서의 EV 배터리의 유효성을 검증한다.

DR이란 에너지의 공급 상황에 따라 수요 측 소비 패턴을 변화시키는 것으로 보다 효율적인 전력 시스템을 구축하기 위한 방책으로 2011년 발생한 동일본 대지진 이후 전력의 피크 시간대의 수급 부족이 표면화한 것에 의해 주목을 끌고 있다. 구체적으로는 전력회사의 의뢰에 근거하여 애그리게이터(aggregator)(주 1)가 수요가에게 절전 요청을 실시해 그 대가로 해서 인센티브를 지불하는 구조라고 한다.

절전 요청 시 에어컨이나 조명의 조작에 의해서 절전을 실시하는 것이 일반적이지만 V2H(Vehicle to Home)에서는 EV로부터 건물에 전력을 공급하면 조명등을 소등하지 않고 계통 전력 부하를 저감하는 것이 가능하고 상업 시설 등의 절전이 곤란한 시설에 대해도 유효한 수단이 될 것으로 간주할 수 있다.

실증 실험에서는 V2H를 활용한 피크 컷의 유용성 및 인센티브(보수)에 의한 경제성의 효과?검증?분석을 실시한다. 예를 들면 영업 중에 점등하고 있는 매장 쇼 룸 등의 조명에 V2H를 접속하여 절전 요청이 있었을 때 V2H로부터 조명에 전력을 공급하는 것으로 계통 전력의 부하를 저감하여 그 대가로 해서 인센티브를 받는다. 이번 실증 기간(2014년 10월~2015년 1월)에는 평일 8시부터 20시 사이의 3시간, 월 2~3회의 절전 요청을 받을 예정이라고 한다.

향후 재생 가능 에너지의 유효 활용이나 발전 설비의 효율화를 통해 환경 부하를 저감한 에너지 매니지먼트가 요구되고 있다. 그 중에서도 EV에 설치된 대용량 배터리를 활용한 에너지 매니지먼트는 글로벌로 행해지고 있는 실증 실험에 의해 그 유효성이 확인되고 있다. 또한 절전 행동에 대한 인센티브에 의해서 EV 소유자의 경제성 향상도 더해지면 EV 보급이 보다 더 촉진되어 사회 전체의 저탄소화에도 연결될 것으로 전망되고 있다.

′닛산 리프′는 발매 이래 전 세계에서 14만 2천대 이상을 판매하였다. 또한 ′닛산 리프′의 축전 기능을 살린 ′LEAF to Home′ 전력 공급 시스템도 많은 고객에게 공감을 받고 있다고 한다.

닛산 자동차는 제로?에미션 리더로서 EV의 보급 촉진을 비롯하여 EV를 활용한 제로?에미션 사회 구축으로의 대처에 노력하고 있다. 이번에 에너지 매니지먼트 외에 재생 가능 에너지의 도입 서포트라는 EV 배터리의 축전 기능을 활용한 새로운 가치 창조를 적극적으로 추진하고 있다.

(주 1) 애그리게이터 (aggregator)
복수의 수요가(공장, 사업소 등)를 연계하여 디맨드 리스폰스(보수의 지불 등에 의해서 전력의 소비 패턴을 변화시키는 것)에 의한 수요 억제량을 전력회사와 거래하는 사업자.               


※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 전기 자동차를 활용한 에너지 매니지먼트의 가능성 검증
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그래핀1.bmp




터키 연구진은 그래핀만으로 구성된 새로운 전기 변색 소자(Electrochromic device)를 만드는데 성공했다.

전기 변색 소자는 전압의 인가로 빛의 투과를 조절할 수 있기 때문에 액정 디스플레이의 강한 경쟁자로 각광을 받고 있다. 그러나 낮은 비용과 기계적 유연성 등의 장점에도 불구하고, 깨지기 쉬운 재료와 전극과의 재료 불일치로 인해서 디스플레이 기술에 이것을 적용할 수 없었다. 현재, 이번 연구진은 그래핀으로만 만들어진 전기 변색 소자가 55%의 변조와 광범위한 스펙트럼 반응을 가진다는 것을 증명했는데, 이것은 스마트 윈도우와 디스플레이를 위한 우수한 후보자가 될 수 있게 한다.

“우리의 시스템의 경우에, 전극은 그래핀이고, 색상 변화는 그래핀 속에서 발생한다.” 라고 빌켄트 대학(Bilkent University)의 Emre Polat 박사가 설명했다. “전기 변색 소자에 그래핀을 적용한 많은 연구들이 존재하지만, 대부분의 연구는 그래핀을 전극에만 사용했는데, 이번 연구진은 전기 변색 재료로서 그래핀을 사용했다.”

전기 변색 소자들은 높은 명암비(contrast ratio) 간에 주로 균형을 가지는 경향이 있는데, 이것은 강한 광학적 흡수와 폭넓은 스펙트럼 반응을 필요로 한다. 그러나 이번 연구팀의 장치는 자외선에서 적외선까지 높은 수준의 광 변조 및 광 조절 특성을 가진다. 또한 그래핀만으로 만들어진 시스템은 재료의 불일치를 제거할 수 있고, 우수한 전기 전도성을 가지며, 기계적으로 유연하다.

이번 연구진은 유리와 석영 기판 위에 단일 층 그래핀의 약 2 ~ 3 %의 광 변조를 증명했지만, 이것은 그래핀의 광학적 흡수를 제한하였고, 실제 적용에 충분히 높은 명암비를 생성할 수 없었다. 그래핀 층을 증가시키기 위한 시도는 단단한 기판 위의 증착 프로세스가 다층 그래핀과 이것의 전기 변색 특성에 손상을 끼칠 수 있기 때문에 문제가 되었다.

이번 연구진은 니켈과 구리 호일 위에 다층 그래핀을 제조하고 단지 120 ℃의 PVC로 적층을 만들었다. 그들은 PVC 위의 두 개의 그래핀 박막 사이에 전해질 액체를 삽입했고, 55%까지 변조를 달성했다. “우리는 많은 변화를 기대하지 않았다. 우리는 석영과 유리 기판이 유사한 결과를 가질 것이라고 생각했다.” 라고 Polat가 말했다.

Polat는 빌켄트 대학의 Coskun Kocabas와 Osman Balci와 함께 그래핀만으로 만들어진 전기 변색 소자를 고안했다. 이전에, 이번 연구진은 화학적 산화가 전기 변색 효과의 원인이라고 생각했다. 그러나 이것은 전압을 인가한 후에 저항을 증가시키는데 반해서, 이 실험들은 저항의 감소를 증명했다.

이번 연구진은 도핑이 단일층 그래핀 속의 밴드 간 전이를 차단할 수 있다는 이전 연구를 알게 되었다. 그러나 전해질 이온들이 다층 그래핀 표면에 도핑되었지만, 이것은 재료 전체에 걸쳐서 발생하는 높은 수준의 광학적 변조를 설명할 수가 없었다. 실제로, 라만 연구들은 특정 임계 전압 이상에서 전해질의 도펀트가 그래핀 속의 각 층 속에 삽입되었다는 것을 밝혀내었다. “각 층은 2-3%를 흡수하고, 10 개의 층들은 20%의 변조를 허용하고, 우리는 그래핀 두께에 의한 초기 흡수를 제어할 수 있었다.” 라고 Polat가 말했다.

이런 아이디어를 증명하기 위해서, 이번 연구팀은 반사율 장치를 만들었고 전압을 인가했다. “그래핀은 투명하고 이것은 재구성 가능한 미러 또는 스마트 창으로 사용될 수 있다.” 이 시스템은 상당히 간단하고 쉽게 확장될 수 있다. 장치의 on/off를 100 번 전환하는 것은 어떤 손상도 발생시키지 않는다. 하지만 고주파수 전환 또는 장기간 동안의 장치 작동은 성능에 일부 저하를 발생시킬 수 있다.

이번 연구진은 시스템을 더 작게 만들기 위해서 고체 전해질 겔과 유사한 장치들을 만들 계획을 현재 가지고 있다. 이 연구결과는 저널 Scientific Reports에 “Graphene based flexible electrochromic devices” 라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/srep06484).


그래핀2.jpg

플렉서블 기판 위의 다층 그래핀의 합성 및 특성 평가.                

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 디스플레이에 적용될 수 있는 다층 그래핀
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중국의 신 에너지 자동차 산업의 신속한 성장에 따라 신 에너지 자동차 동력 전지(Power Battery) 회수 및 재활용(Recycling) 과제가 점차 이슈로 부상하고 있다. 상하이(上海) 자오퉁(交通)대학 자동차 공정 연구원 부원장인 인청량(殷承良) 교수의 설명에 따르면, 동력 전지 용량이 80%보다 낮으면 신 에너지 자동차에 재활용할 수 없게 되지만 에너지 저장 혹은 전기 공급 기지국 및 거리 조명, 저속 전기 자동차에 응용할 수 있다고 강조하고 있다.

중국에서 현재 동력 전지 재활용 관련 연구는 이론 연구 단계에 있는 상황이다. 중국 내 관련 전문가들은 "정부가 관련 정책을 제정하여 관련 기업들이 동력 전지를 재활용할 수 있도록 추진해야 하며 동력 전지 회수와 단계별 활용을 추진하여 납산 전지(Lead-acid batteries) 재활용이 효과적으로 추진되지 못해 자원 낭비를 조성하고 환경 오염을 조성한 상황처럼 되어서는 안 될 것"이라고 강조하고 있다.

동력 리튬 전지 단계별 이용은 전기 자동차에서 사용된 동력 전지에 대해 분해하고 검출하고 분류하여 2차 사용을 실행하는 방법에 속한다. 신 에너지 자동차가 대규모로 보급되고 응용되기 전에 중국 내 리튬 전지 시장의 소비 수요는 주로 3C 분야에만 집중되어 있었다. 리튬 전지 용량이 상대적으로 비교적 작을 뿐만 아니라 원가도 높은 편이지 않기 때문에 재활용 면에서 충분한 중시를 받지 못한 상황에 처해 있었다. 중국에서 신 에너지 자동차의 판매량이 증가됨에 따라 차량용 동력 전지 수요도 대폭 증가되고 있는 상황이다.

중국 자동차 산업 협회가 발표한 관련 통계 자료에 따르면, 2014년 4월 중국 내 신 에너지 자동차 판매량은 10,501대에 달하여 전년 동기 대비 154% 증가한 것으로 나타났다. 신 에너지 자동차 시장의 신속한 성장에 따라 동력 전지 회수와 재활용은 중국 정부의 당면 중대 과제로 부상하고 있다. 2013년 중국 내 리튬 전지 시장 수요는 1,100만kWh 수준을 초월한 상황이며 그 중 전기 교통 수단 시장(주로 신 에너지 자동차)의 수요가 차지하는 비중은 26.52%로서 290만kWh 수준을 초월한 것으로 나타났다. 지난 2011년도에는 96만kWh 수준에 달한 것으로 나타났다.

2014년 1~5월 기간 중국 내 휴대폰과 노트북 용 리튬 전지가 차지하는 비중은 각각 2%와 4% 감소된 것으로 나타났다. 하지만 전기 자동차와 에너지 저장은 각각 4%와 1% 증가한 것으로 나타났다. 향후 신 에너지 자동차 시장의 증가에 따라 동력 리튬 전지 시장의 수요는 대폭 증가될 것으로 전망된다. 3C 제품에 비해 신 에너지 자동차 동력 전지가 완성차 원가에서 차지하는 비중이 30%에 달할 뿐만 아니라 전지 용량이 80%보다 낮게 되면 신 에너지 자동차에 이용할 수 없게 된다.

이론 상에서 동력 전지가 신 에너지 자동차에서 퇴출된 후 신 에너지 분산식 발전, 재난 방지 거점, 가로등 및 통신 기지국 상에서 응용될 수 있다. 상대적으로 에너지 저장 발전소가 리튬 전지의 에너지 밀도에 대한 요구가 비교적 낮은 상황이다. 신 에너지 자동차 동력 전지에 대한 단계별 이용의 시스템화 및 규모화가 실현된다면 신 에너지 자동차의 생산 및 사용 원가를 감소시킬 수 있게 될 것으로 전망된다.

최근 중국 내 관련 대학교, 연구 기관 및 업체들에서는 동력 전지의 남아 있는 에너지 재활용 관련 기술 연구개발을 추진하고 있으며 특히 단계별 이용을 추진하고 있다. 중국 내 핵심 자동차 제조 업체들의 전지 로드맵, 전지 규격과 전지 측정 평가 요구는 서로 다르기 때문에 전지의 규격이 다양하고, 생산량이 과다 분산되어 있고, 계단 이용 면에서 어려움에 직면하여 있는 상황이다. 기술 차원에서 계단 이용을 추진하는 것은 산업 체인 분야에서 시급히 해결해야 할 과제로 되고 있다. 이런 면에서 정부의 지원이 필요한 상황이다.

지난 2012년 7월 중국 정부는 `에너지 절약 및 신 에너지 자동차 산업 발전 계획(2012-2020년)`을 제정, 발표하였다. 동 `계획`에서는 동력 전지 회수 이용 관리 방법을 제정하였으며, 동력 전지 계단 이용과 회수 관리 시스템을 구축하기 위한 관련 책임, 권리와 의무를 확정하였다. 동시에 동력 전지 생산업체들로 하여금 폐기 전지의 회수 이용을 강화하도록 지원하고 전지 회수 이용을 전문적으로 실행하는 업체의 육성을 강화하는 관련 정책을 제정하였다. 동 `계획`의 구체적인 실행이 강화됨에 따라 중국에서 동력 전지 회수 및 재활용은 점차 대규모로 추진될 것으로 전망된다.


KISTI 미리안 녹색기술정보포털

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 동력 전지 재활용 기술 개발과 응용
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Posted by 매실총각