KR20120007223U - 전기공급이 불안정한 지역의 보조전력으로 사용하기위한 자동차 폐배터리 재활용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술의 목적은 전기공급이 원활하지 않거나 불안정한 지역의(해외 동남아,인도,중앙아시아,아프리카등) 가정이나 사무실등에서 기본 전기기구 및 전열기구를 사용하기 위하여 보조전력 공급원으로 버려지는 자동차 폐배터리를 재활용하여 사용함으로써 부족한 전력 공급을 부분적으로 대신할 수 있는 폐배터리 재활용 방법에 관한 것이다
먼저 마그네슘분말 80g,산화마그네슘분말80g,젤라틴40g을 혼합한후 비중도 1.28의 전해액과 1리터와 희석하여 준비한다
재활용에 필요한 자동차 폐배터리는 용량이 비교적 큰 100암페어 이상의 보수형 배터리로 준비하고 아날로그식 방전 테스터기를 이용하여 일정 시간동안 방전한 상태에서 방전전압값이 9v 이상을 유지하는 배터리만 선별하여 배터리 각 셀의 마개를 열어 제조된 혼합전해액을 6개셀에 나누어 주입한다
주입이 완료된 배터리는 마개를 닫거나 밀폐를 한후 자동차 배터리용 충전기를 이용하여 처음충전시에는 공급전류량이 15암페어로 충전을 시작하여 일정시간이 지나 5암페어로 떨어지면 다시 공급전류량을 15암페어로 다시 올려서 충전을 지속시킨후 일정 시간이 지나 충전기의공급 전류량이 0암페어를 가르키면 충전을 완료한다(약8시간정도충전시간소요)
충전이 완료된 배터리는 방전 테스터기를 이용하여 무부하전압값이 13.2v, 방전전압값이 11.4v를 유지하는지 확인한다음 인버터를 이용하여 전기기기와 연결하여 사용한다
배터리는 장시간 사용함에 따라 충방전의 반복으로 인해 납과 황산이 반응하여 황산연이라는 고형물질을 형성하게 되고 결국 계속된 사용으로 인해 황산연이 증가하게 되는데 이에 감소하는 것은 셀판의 사용가능한 납파우더의 감소와 전해액의 산도가 감소함으로써 더 이상 금속과 산의 화학 반응에 의한 전기적 성질을 띤 전자가 만들어지지 않음으로 배터리는 제기능을 발휘하지못하고 폐기되어진다
일정 방전 전압 이상의 폐배터리를 선별해야하는 이유는 소실된 납파우더를 대신해 이온화 경향이 큰 마그네슘과 산화 마그네슘을 이용하여 산과반응 시켜 전자를 방출시켜 기전력을 높여야하는데 이때 원래 폐배터리의 납판이 제기능을 하지못하면 충방전의 전기적 반응이 전달되지 않기 때문에 이문제를 해결하기위해서는 일정 방전 전압 이상을 유지하는 폐배터리를 선별 해야하며 산화반응의 활성화를 위해 비중도 1.28의 묽은 황산 전해액을 혼합분말과 희석하여 제조한다
위의 성능향상 과정이 이루어진 재활용 배터리를 전기공급이 원활하지 않은 지역에서 인버터를 이용하여 전기기구 및 전열기구를 사용할 수 있는 보조전력장치로 폐배터리가 재활용 되어진다면 전력대처 효과는 물론 환경오염방진에 일조할것으로 예상된다
상기목적을 달성하기 위해서는 자동차 폐배터리를 방전전압값을 측정하여 준비과정,비중도1.28의 전해액에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 혼합하여 준비하는 과정,배터리 각 셀에 1/n만큼 혼합전해액을 나누어 주입하는 과정,배터리 충전기 2번나누어 약 8시간동안 충전하는 과정,충전완료후 방전테스터기를 이용하여 무부하전압 13.2v와부하전압 11.4v 이상의 전압이 나오는지 측정하는 과정,인버터를 이용하여 전기기구에 연결하여 사용하는 과정등 총 6개과정으로 나눌수 있다
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위의 성능향상 과정이 이루어진 재활용 배터리를 전기공급이 원활하지 않은 지역에서 인버터를 이용하여 전기기구 및 전열기구를 사용할 수 있는 보조전력장치로 폐배터리가 재활용 되어진다면 전력대처 효과는 물론 환경오염방진에 일조할것으로 예상된다
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Description
본 기술은 자동차 폐배터리를 보조전력 매개체로 재활용하는 기술로써 100암페어 이상의 방전된 폐배터리의 방전 전압을 측정하여 9v 이상 나오는 배터리를 선별한후 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 전해액에 혼합하여 제조한후 배터리 캡을 열어 각셀당 일정양의 전해액을 제거한후 제조된 혼합 제조액을 주입한후 캡을 다시 닫고 배터리 충전기를 연결하여 처음 충전전류량을 15암페어로 충전을 시작한 다음 충전전류값이 5암페어로 떨어지면 다시 15암페어로 충전 전류를 공급한 후 0암페어가 되면 충전을 작업을 마치고 방전전압테스터기로 무부하 및 부하전압테스트를 진행하여 각각 13.2v와 11.4v가 나오면 인버터와 연결하여 보조전력으로 사용하는 페배터리 재활용 방법이다
전기공급사정이 좋지않은 지역에서는 보조전력장치를 이용하여 부족한 부분에 대하여 보완하여 사용하는데 대부분 가솔린이나 디젤 류를 이용한 소형발전기를 이용하여 전력공급을 하고 있다 이 경우 화석연료를 이용함으로 대기오염물질이 발생하고 고가의 기기를 구매하는 부담과 매 번 유류 보충을 해서 사용해야 함 으 로
원 유 값 상승으로 발전기 가동시 상당한 경제적 부담을 발생시킨다 이러한 부분을 해결하기 위해 용량이 큰 폐자동차 배터리를 활용하여 전기공급이 될 때는 배터리를 충전시키고 전기 공급이 되지 않을 때는 충전된 배터리를 사용함으로써 전력 불안정 공급을 다소 해소할 수 있는 방법을 제시하는 것이다
100암페어 이상의 자동차 폐 배터리를 활용하는 이유는 비교적 고용량의 배터리를 사용할경우 전기충전율이 높아 소비전력이 높은 전기기구 나 또는 장시간 사용에 대비하기위해서는 100암페어 이상의 폐 배터리를 사용하는 것이 적합하며 또한 배터리의 특성상 배터리 용량값 ( AH 나 CCA값 )이 큰 경우 사용 되어진 납판이 견고하여 셀 단락현상이 쉽게 발생하지않기 때문에 최소 100암페어 이상의 폐배터리를 사용한다
폐배터리는 화학전지이기 때문에 사용에 적합하지 않는 전압으로 폐기되어지지만 내부에서는 아직 남아있는 납과산의 반응 으로 지속적인 자가방전이 발생한다 시간이 지날수록 자가방전에 의해 배터리가 가지는 전압값은 최초에 폐기된 상태에서 측정된 전압보다 상당히 낮은 상태의 전압으로 변화하는데 그이유로는 폐배터리에 남아있는 산과 납의 반응이 지속적으로 진행되면서 납과산의 양이 감소하기 때문이다 이과정에서 셀판이나 격리판의 손상도 심화 되기 때문에 전압이 낮은 배터리를 활용하여 재사용하게 되면 충방전시 발생하는 전기적 저항에 쉽게 셀판이 파손되기 때문에 방전잔업값이 일정 전안값 9V 이상을 유지하는 배터리로 선별해야한다
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본 재활용 기술은 전술한봐와 같이 종래의 제반된 문제점을 해결하기 위하여 안출한것으로, 전기공급이 월활지않는 지역에서 보조전력 장치로 자동차 폐배터리를 재활용하는 방안으로써 전기전도성을 잘 전달하기위해 일정방전전압이상의 폐배터리를 선별하여 이용하고 충방전에 의해 황산연이 고착되어 축전지의 역활을 수행하지 못함으로 이온화 경향이 큰 금속파우더를 주입하여 산과반응 시켜 전자를 생성하는 것이다
또한 재활용을 위한 작업 과정중 재활용하지 못하는 배터리를 쉽게 구분하기위해 배터리 충전과정중 공급전류량의 급격한 변화값 확인을 통하여 쉽게 불량 유무를 확인 하는것과 충전이 완료된후 배터리의 정상 사용 유무를 확인하는 것이다
또한 위와 같은 문제점을 해결하여 폐기되는 배터리를 재활용함으로써 환경오염을 방지하고자 하는데 있다
상기목적을 달성하기 위해서는 100암페어 자동차 폐배터리를 방전테스터기를 이용하여 방전전압값을 측정하여 9v 이상의 폐배터리 준비과정,비중도1.28의 전해액1리터에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 혼합하여 준비하는 과정,배터리 각 셀에 1/n만큼 혼합전해액을 나누어 주입하는 과정,배터리 충전기 2번나누어 약 8시간동안 충전하는 과정,충전완료후 방전테스터기를 이용하여 무부하전압 13.2v와부하전압 11.4v 이상의 전압이 나오는지 측정하는 과정,인버터를 이용하여 전기기구에 연결하여 사용하는 과정등 총 6개과정으로 나눌수 있다
상기와 같은 재활용 방법을 따르면 배터리의 재활용 공정이 간단하고 편리할뿐만 아니라 폐기되는 배터리를 한번더 활용함으로써 전기공급이 불안정 지역에서 큰 비용없이 폐자원을 이용하여 전기보조전력장치로 사용함으로써 기본적 전기기기사용으로 생활의편리함을 얻을 수가 있다
기존의 전력보조장치로써 가솔린 또는 디젤류를 이용한 소형 발전기를 이용하는 대처 효과가 발생하여 국제 원유값의 지속적 상승으로 유류값 부담이 크게 해소되고 화석연료 사용으로 인한 2차 환경오염을 방지하는 효과가 있다
재활용 과정에서 일정 방전전압이상의 폐배터리를 선별함으로써 충방전시 전기적 저항력을 견딜수있어 배터리내부 전기전도성을 유지시켜줌으로써 이온화가 큰 금속 혼합물의 산화반응을 잘 진행시킬수가 있다
본 재활용 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명하기로 한다
첨부된 도면 1은 본 재생기술의 실시예 1에 따른 보조전력장치로써 자동차폐배터리 재활용 기술에 관한 대략적인 공정도를 나타내는 것으로써 상기목적을 달성하기 위해서는 자동차 폐배터리를 방전전압값을 측정하여 준비과정,비중도1.28의 전해액에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 혼합하여 준비하는 과정,배터리 각 셀에 1/n만큼 혼합전해액을 나누어 주입하는 과정,배터리 충전기 2번나누어 약 8시간동안 충전하는 과정,충전완료후 방전테스터기를 이용하여 무부하전압 13.2v와부하전압 11.4v 이상의 전압이 나오는지 측정하는 과정,인버터를 이용하여 전기기구에 연결하여 사용하는 과정등 총 6개과정으로 완성 될수 있다
(실시예)
1-1. 재활용 가능한 폐배터리를 준비하는 과정
100암페어 이상의 폐배터리를 방전전압 테스터기를 이용하여 1회 10초간 방전시 방전전압값이 9v 이상이어야 하고 같은 방법으로 7회 반복적으로 테스트를 진행할 때 동일한 전압값이 유지 되는 폐배터를 준비한다
재활용에 필요한 폐배터리를 선별하는 이유는 폐배터리 자체 만으로 전기를 발생시킬수가 없기 때문에 산과 이온화가 큰 금속이 반응하여 화학에너지를 전기에너지로 만들수있는 공간매개체가 필요하다 즉 내부 셀판이 단락되거나 약화상태의 셀판이 재사용중에 손상이 될경우 방전시 산화반응에 의해 발생한 전자이온이 이동되지 않게됨으로 제되로된 전압을 형성할수 없게되고 또한 충전시 충전 전기가 제되로 공급이 되지않아 해당셀에서 증류수가 전기분해되지 않음으로 환원반응이 일어날수없게 된다
그러므로 폐배터리를 방전전압테스터기를 이용하여 방전전압이 9v 이상이 되어야 충방전에 의한 산화와 환원반응을 반복적으로 반응을 발생 시킬수있음으로 축전기 본래의 기능을 가지게 된다
2-2. 혼합전해액 제조과정
전해액 1리터(황산12%가 희석된 증류수)에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 전해액에 혼합하여 제조하는 과정으로서 폐배터리 내부에는 전기에너지를 발생시키기 위한 사용 가능한 납과 산이 감소하였기 때문에 화학적 반응을 일으킬수있는 매개물이 없다 그래서 납보다 이온화 경향이 큰 금속 분말을 비중도 1.28의 전해액 1리터를 희석하여 혼합 전해액을 제조한다 이때 이온화 경향이(+,-극) 다른 두금속인 산화마그네슘과,마그네슘과 전해액으로 회로를 만들어 두금속과 전해액의 화학적 반응에 의해 전기에너지를 생산하는 것이다
황산의 비중도가 너무 높을경우 일정 공간내 과다한 분포로 인해 셀판과 격리막 손상을 유발 시킬수가 있고 비중도가 낮을경우 두금속과 화학적 반응을 할수있을 만큼의 산의 농도가 높지않아 우러활한 전자발생이 어려워 전기에너지의 생성이 어렵게 된다
또한 산화마그네슘80g과 마그네슘80g을 전해액과 혼합하는 이유는 그물망 형상의 납연판에 극판의 부분 부식이나 탈락된 부분과 같이 변형되어진 부분에 두 금속 분말이 매꿔주거나 고착화 되어 정상비중의 전해액의 산과반응하여 산화반응, 충전에의한 환원반응을 일으키도록 한다.
또한 젤라틴 40g을 전해액과 함께 혼합하는 이유는 두금속분말과 함께 납연판을 매꿔주게 되면 충전과정을 진행하는 과정에서 배터리에서는 일정온도의 열이 발생하게 되는데 이열에의해 젤라틴은 두금속을 납연판에 고착 시키는 역할을 한다
즉 폐기처리된 배터리는 자체 화학에너지를 발생시키지 못함으로 이온화경향이 큰 두금속을 젤라틴과 전해액으로 혼합하여 혼합전해액을 제조한후 폐배터리에 주입하여 배터리 납판 사이를 매꿔주어 혼합된 전해액과 반응하여 화학에너지를 발생시켜 전기적에너지를 만들어 축전지의 원래의 기능으로 재사용하게 하는것이다
3-3. 혼합전해액 주입과정
배터리 상부에 캡을 열고 혼합전해액 1020ml를 주입할 양만큼 각 셀마다 일정량의 전해액을 추출한후 배터리에 제조된 혼합전해액을 1/n만큼 주입한다
예를 들어 100암페어 배터리 6개셀의 각구멍에 170ml의 전해액을 제거한다음 제조된 혼합전해액 170ml를 주입한후 캡을 닫는다
4-4 충전기를 이용한 배터리 충전과정
배터리 충전 과정을 통해 방전되어 있던 전압을 회복하고 주입된 혼합전해액의 두금속은 산과반응하여 산화반응을 통해 화학에너지를 전기에너지로 전환되어 기전력이 높아지게 되고 배터리내 납연판의 전류가 통함으로써 저항값의 증가로 미열이 발생하게되면서 젤라틴을 반응 시켜 두금속을 고착화를 진행 시킨다
충전기를 이용한 충전방식은 종래에 배터리 용량의 1/10 또는 1/20의 방식으로 충전을 하였지만 너무오래동안 충전을 해야하는 단점과 오랜 충전시간으로 인해 배터리의 열화현상을 일으킬수가 있다
그래서 충전기의 공급 전류량을 15암페어로 고정하여 처음 충전을 시작한후 약 2시간이지난후 배터리 충전전류량이 5암페어 이하로 떨어지면 다시 15암페어로 공급량을 늘여 충전을 연속적으로 진행하여 약6시간후 충전기에서 공급되는 전류량이 0암페어를 가르키면 작업을 중단한다
또한 배터리 충전과정을 통해 불량 배터리를 선별하수있는데 재활용이 가능한 배터리의경우 보통 100암페어 용량의 배터리를 기준으로 충전을 15암페어로 처음 시작하면 약 2시간후 5암페어로 공급전류가 감소하게 되는 반면 재활용이 불가능한 불량 배터리의경우 30분이내 5암페어로 급격이 떠러어지는 현상을 볼수가 있으며 즉시 작업을 중단하고 방전 전압 테 스 터 기를 이용하여 방전테스트를 진행하면 전압 값을 가 르 키는 바늘이 급격 이 떨어지면서 0v 를 가 르 키게 된다
또한 이를 무시하고 다시 15 암페어 전류로 충전을 시작하면 배터리는 원래의 충전시간인 8시간을 넘겨도 충전기에서 공급되는 전류 값이 0암페어로 떨어 지지않고 5암페어 이상에서 변화없이 장시간 충전하게 되며 결국 과충전으로 배터리의 팽창과 고열이 발생하게 되어 열화현상을 보여준다
일반적으로 폐 배터리를 재활용함으로써 불량에 의한 재사용 불가능성에 대한 염려를 하지만 실제 충전과정에서 불량을 확 인할 수 있어 재사용이 가능한 완성시에는 불량을 확인할 수가 없다
5-5. 충전 완료후 성능 확인과정
배터리 충전과정을 마친후에는 방전전압테스터기를 이용하여 일반적인 무부하전압값과 방전시 부하
전압값을 측정하여 배터리의 전압과 충전율 및 비중도를 확인하게된다
충전이 정상적으로 완료되어 재사용이 가능한 상태가 되면 무부하전압값은 13.2v가 부하전압값은
11.4v를 유지하게된다 만약 위의값에 도달하지 않거나 전압값이 서서히 빠지게 되는 현상이 일경우 불량으로 폐기처분해야 한다
6-6 인버터에 연결하여 전기기기 사용과정
재활용 작업이 완성된후 전기기기에 맞는 정격용량의 인버터를 이용하여 전기기구와 연결하여 보조전력장치로써 사용한다
이상의 공정을 통하여 보조전력장치로써 자동차폐배터리의 재활용공정이 완성된다
년간 자동차 배터리 사용량의 35%를 배출하는 자동차 폐배터리는 그동안 재활용의 빈도가 매우 낮아 대부분 슬러지 형태로 제련공장에서 원재료 상태로 재사용을 하였여 이로인한 처리비용발생과 처리과정중 환경오염이 발생하고 있는 실정이다 대부분 저소득 국가에서는 전기공급이 원활하지 못하기 때문에 자동차 배터리를 이용하여 보조젼력으로 사용하고 있기때문에 폭널은 수요시장을 확보하였다고 할수있다
기존의 가솔린이나 디젤류의 소형발전기의 경우 지속적인 유류값상승이 부담과 2차 환경오염을 발생시키기 때문에 폐자원을 이용한 재생에너지 사용은 비용적 절감뿐만 아니라 환경오염 방지에 큰 효과가 있을것으로 예상된다.
Claims (1)
100암페어 이상의 보수형 폐배터리중 전압 방전 테스터기를 이용하여 10초간 7회 방전 테스트를 진행 했을 때 방전전압이 동일하게 9v이상이 측정되는 폐배터리를 선별작업하는 과정과
,전해액 1리터(황산12%(백분율농도)가 희석된 증류수)에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 혼합하여 준비하는 과정과,
배터리 뚜껑을 열어 혼합전해액을 주입할양 만큼 일정양의 배터리내 전해액을 추출한후 각 셀에 1/n만큼 혼합전해액을 나누어 주입하는 과정과,
배터리 충전기를 이용하여 방전된 폐배터리를 2번나누어 약 8시간동안 충전하는 과정을 통해 혼합전해액에 포함된 금속화합물이 산과 반응하도록 하는 과정과,
충전이 완료된후 방전테스터기를 이용하여 무부하전압 13.2v와부하전압 11.4v 이상의 전압이 나오는지 측정하는 과정과,
인버터를 이용하여 전기기구에 연결하여 폐배터리를 다시 재사용하는 방법
,전해액 1리터(황산12%(백분율농도)가 희석된 증류수)에 마그네슘분말80g,산화마그네슘80g,젤라틴40g을 혼합하여 준비하는 과정과,
배터리 뚜껑을 열어 혼합전해액을 주입할양 만큼 일정양의 배터리내 전해액을 추출한후 각 셀에 1/n만큼 혼합전해액을 나누어 주입하는 과정과,
배터리 충전기를 이용하여 방전된 폐배터리를 2번나누어 약 8시간동안 충전하는 과정을 통해 혼합전해액에 포함된 금속화합물이 산과 반응하도록 하는 과정과,
충전이 완료된후 방전테스터기를 이용하여 무부하전압 13.2v와부하전압 11.4v 이상의 전압이 나오는지 측정하는 과정과,
인버터를 이용하여 전기기구에 연결하여 폐배터리를 다시 재사용하는 방법
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020110003051U KR20120007223U (ko) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | 전기공급이 불안정한 지역의 보조전력으로 사용하기위한 자동차 폐배터리 재활용 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR2020110003051U KR20120007223U (ko) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | 전기공급이 불안정한 지역의 보조전력으로 사용하기위한 자동차 폐배터리 재활용 방법 |
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| KR20120007223U true KR20120007223U (ko) | 2012-10-22 |
Family
ID=47510538
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| KR2020110003051U KR20120007223U (ko) | 2011-04-12 | 2011-04-12 | 전기공급이 불안정한 지역의 보조전력으로 사용하기위한 자동차 폐배터리 재활용 방법 |
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| KR (1) | KR20120007223U (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220023262A (ko) | 2020-08-20 | 2022-03-02 | 주식회사 에코유복원배터리 | 배터리 재생 방법 및 그 시스템 |
-
2011
- 2011-04-12 KR KR2020110003051U patent/KR20120007223U/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220023262A (ko) | 2020-08-20 | 2022-03-02 | 주식회사 에코유복원배터리 | 배터리 재생 방법 및 그 시스템 |
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