• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.226-227
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• 2010

슈퍼커패시터의 성능을 시험하기 위해 필요한 기존의 실험방법들에는 충방전을 통한 커패시턴스의 측정, AC 임피던스 법에 의한 등가직렬저항(ESR)의 측정 및 자연방전의 측정 등이 포함되는데, 이러한 방법들은 번거롭고 많은 시간을 소요하므로 대량 생산되는 슈퍼커패시터의 모든 셀의 특성을 파악하는데 사용하기는 곤란하다. 따라서 본 논문에서는 전기화학적 임피던스 분광법에 의해 슈퍼커패시터의 등가 임피던스 모델의 파라미터를 추출하고 이를 이용하여 슈퍼커패시터의 제반 특성들을 간접적으로 파악함으로써, 번거로운 여러 가지 실험 없이 전기화학적 임피던스 분광법만으로 슈퍼커패시터의 성능을 판별할 수 있는 새로운 방식을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.295-297
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• 2008

슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 무공해 소자로 신재생에너지원이나 배터리의 동특성 보상 및 수명연장을 목적으로 그 사용이 증대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 슈퍼커패시터의 정확한 동특성 모델을 임피던스 분광법(Impedance Spectroscopy)을 이용하여 개발하고, 개발된 모델의 유용함을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 주파수영역에서 개발된 모델은 시간영역으로 등가 변환되어 Matlab/Simulink를 이용하여 시뮬레이션 되었고, 실험결과와 비교되었다. 다수의 제조사에서 제작된 비슷한 용량의 슈퍼커패시터들의 임피던스 모델을 개발하고 전압에 따른 커패시턴스의 변화를 비교하고 분석하였다. 또한, 상용 장비로는 모델링이 불가능한 고압 슈퍼커패시터 모듈의 모델링을 수행할 수 있는 새로운 방법을 제안하고, 제안된 방법에 의해 개발된 모델의 유용함을 실험을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.201.2-201.2
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• 2015

현대 디지털 사회에서 고효율 에너지와 파워소스에 관한 요구가 커짐에 따라 차세대 에너지 저장 소자에 대한 연구가 계속되고 있다. 그 중 리튬이온 배터리, 슈퍼커패시터, 그리고 연료 전지들이 우리의 일상생활에서 점점 더 중요하게 자리잡아가고 있는데 이런 다양한 에너지 저장소자 중 슈퍼커패시터가 많은 관심을 받고 있다. 이는 긴 수명, 빠른 충-방전 속도, 높은 에너지 밀도, 그리고 안전함 때문이다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 두 가지로 분류될 수 있는데 전기이중층 커패시터(EDLC)와 슈도커패시터(pseudocapacitor)로 나누어질 수 있다. 슈도커패시터는 active 물질과 전해질 이온 간의 전기화학적 반응으로 인해 EDLC보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 그러므로 지금까지 새로운 형태의 슈도용량성 물질을 만들기 위한 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적증착 방법을 통해 graphene-like ${\beta}$-nickel hydroxide (${\beta}-Ni(OH)_2$) 나노판 구조를 전도성 직물에 합성하였다. ${\beta}-Ni(OH)_2$ 슈도커패시터의 유연하고 효율적인 비용의 전극으로서 높은 비정전용량, 우수한 전기화학 가역성, 그리고 뛰어난 사이클 안정성을 보였다. 이런 쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal hydroxide/oxide 나노구조는 웨어러블 에너지 저장소자와 변환소자 분야에 사용될 것으로 기대된다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.29 no.5
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• pp.186-194
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• 2014

슈퍼커패시터(Supercapacitor)는 축전용량이 대단히 큰 커패시터로 화학반응을 이용하는 배터리와 달리 전극과 전해질 계면으로의 단순한 이온 이동이나 표면화학반응에 의한 충전현상을 이용한다. 급속 방충전이 가능하고 높은 충방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성으로 보조배터리나 배터리 대체용으로 사용된다. 부하응답 특성이 느린 신재생에너지 발전시스템에 슈퍼커패시터를 사용하면 발전된 전력과 부하전력 사이의 차이를 흡수 또는 방출함으로써 전력품질을 확보하는데 기여한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1225-1226
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• 2015

본 연구에서는, carbon microfiber (CMF) 소재를 이용하여 전극을 제작하고 이를 바탕으로 플렉시블 비대칭 슈퍼커패시터를 설계 및 제작하여 특성을 측정 및 분석하였다. 제작된 CMF 전극은 넓은 비표면적과 물리적 안정성 및 화학적 안정성, 높은 유연성을 가지며 무게가 가벼운 특징을 가진다. 개발된 슈퍼커패시터의 양극과 음극은 각각 CMF/Cu/NiO과 단일 CMF로 구성되어져 있으며, KOH 전해질 수용액에서 우수한 슈도 커패시터의 우수한 동작 특성을 나타내었으며, 슈퍼커패시터의 특성 커패시턴스와 평균 에너지 밀도는 각각 22.1 F/g와 8.9 Wh/kg을 나타내었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.207-208
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• 2010

연료전지와 같은 신재생에너지원은 부하변동에 강인하게 대처하기 어려운 특성을 지니고 있어 단독으로 사용될 경우 전력품질 문제를 야기 할 수 있으며, 따라서 이를 보상하기 위한 보조 에너지 저장장치의 사용이 요구된다. 슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 특성을 지니고 있어, 주 에너지원의 느린 응답특성을 보상하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 설계 및 제어에 관해 기술한다. 최적 충방전 전류의 값을 결정하기 위해 EIS 실험을 통해 슈퍼커패시터 모듈의 임피던스 특성을 분석하였고, 충전 전류별 충전 효율이 달라지는 원인을 분석하였으며, 위상제어에 의한 하프브리지 컨버터의 충방전 제어방법에 관해 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.494-495
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• 2011

초고용량의 커패시터는 신재생 에너지 이용의 증가와 더불어 이용 영역이 점차 넓어지고 있어 유망신규시장의 창출이 기대된다. 따라서, 슈퍼커패시터의 성능을 측정하여 시험할 수 있는 충방전 순환 시험기가 필수적이라 할 수 있다. 이를 위해 슈퍼커패시터의 기본 충/방전 특성을 기준으로, 충전과 방전시의 고속계측이 가능하도록 용량 및 내부저항 측정을 위한 회로와 전압유지특성을 측정하기 위한 회로를 설계하였다. 5V, 100A Proto-type의 충방전 시험 시스템 구축으로 특성 평가결과, 전압 및 전류 측정 정밀도 ${\pm}$ 0.1%이내로 확인하였고, 데이터 모니터링 및 로깅을 위한 프로그램을 제작하였다. 또한 전체시스템 구성과 실험결과를 통해, 본 연구에서 개발하고자 하는 슈퍼커패시터용 충방전 시험 시스템이 실제 응용 가능함을 확인하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.14 no.6
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• pp.481-487
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• 2009

This paper proposes a regulation method of DC line voltage for urban transit system fluctuated during the acceleration or deceleration by using supercapacitor. Supercapacitor is modelled electrically under the assumption of three different time constants of RC circuits with variable capacitances depending on the voltage. And its parameters are determined by the experimental measurements. The energy storage system using supercapacitors is installed based on this model, and the proposed model is tested through the simulations and experiments, and the controller for charging and discharging is designed. Finally, it is tested at Kyoungsan test site for the urban light rail road system and the energy saving effect is evaluated economically.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.14 no.3
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• pp.188-196
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• 2009

Due to its high power density, long cycle life and clean nature supercapacitors are widely used for improving the dynamic characteristics of the new and renewable energy sources and extending the battery run-time and life. In this paper improved dynamic model of the supercapacitor is developed by the electrochemical impedance spectroscopy technique. The developed model can be used to accurately estimate the dynamic behaviour of the supercapacitor and calculate the exact capacitance value at a certain state of charges. The model of the supercapacitor in the frequency domain is equivalently transformed into that in the time domain for Matlab/Simulink simulaton. The simulation data shows fine agreements with experimental results, thereby proving the validity and the accuracy of the developed model.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.37 no.5
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• pp.1200-1207
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• 2020

We have fabricated the supercapacitor composed of porous activated carbon, metal-organic framework (MOF) with polymer based solid state electrolyte as a "ion gel" and characterized its electrochemical behaviour as a function of the MOF contents. The electrochemical properties of the supercapacitor were analyzed via cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and galvanostatic charge/discharge test. As a results, the supercapacitor based on porous activated carbon/MOF composite showed the highest capacitance value at 0.5 wt% of MOF contents and decreased capacitance with increase MOF contents over the 0.5 wt%. Consequently, the porous activated carbon/MOF composite based supercapacitor is applicable to various aspect for energy storage device.