카르노 배터리는 새로운 대규모 에너지 저장 기술로서 낮은 비용, 큰 용량, 지리적 제한이 없는 장점을 가지고 있다. 방전 사이클 효율이 낮아 카르노 배터리의 에너지 효율 향상을 저해하는 현상을 고려하고, 열통합된 카르노 배터리의 열 요구와 칼리나 사이클의 높은 방전 효율을 결합하여 석탄 발전소 추기 추출 증기를 이용한 열펌프-칼리나 사이클 카르노 배터리 시스템을 제안하였다. 카르노 배터리 시스템의 열역학 모델을 구축하고, 저장 온도, 저장 온도 차이 및 암모니아수 질량 분율이 카르노 배터리 열역학 성능에 미치는 영향을 중점적으로 연구하였다. 결과는 다양한 저장 온도 차이 및 저장 온도에서 왕복 효율이 44.8%에서 108.0% 사이일 수 있음을 보여주었다. 암모니아수 질량 분율이 증가함에 따라 효율이 크게 향상되나, 암모니아수 질량 분율이 90%를 넘으면 효율이 급격히 감소하며 칼리나 사이클이 단일 성분 사이클에 근접한다. 따라서 칼리나 사이클 기반의 카르노 배터리를 설계할 때 암모니아수 질량 분율은 80%에서 90% 사이로 조절해야 한다.

카르노 배터리;칼리나 사이클;열펌프;열통합;열역학 분석