• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2009

최근, 헵타메틴 시아닌색소(heptamethinecyanine)는 그 적용 범위가 넓기 때문에 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 특히, photo-sensitizers, dye lasers, optical recordings와 storage media 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 헵타메틴 시아닌색소의 주된 특징은 polymethine 사슬에 연결된 cyclohexene 고리에 의하여 근적외선 부근에서 흡수가 이뤄진다는 것이다. 근적외선 색소의 흡수 특성을 HOMO와 LUMO 에너지 전위를 사용하여, 수치화 함으로써 분자간, 분자내 상호작용을 분석 할 수 있다. 따라서, 본 실험은 헵타메틴 시아닌 색소의 치환체에 따른 전기화학적 특성을 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)과 분자 모델링을 통하여 HOMO와 LUMO의 에너지 준위를 구하고, 치환체 효과가 헵타메틴 시아닌색소에 미치는 전기화학적 특성을 UV-Vis와 계산으로부터 얻어진 에너지준위를 분석하고자 한다. 본 실험에 사용된 Uv-Vis 스펙트럼 측정은 Agilent 8453 UV-Vis spectrophotometer를 사용하였고, 전기화학적 분석 방법인 순환 전압-전류법은 Versa STAT 3 (Princeton allied research in USA)를 사용하였다. 순환전압-전류법의 측정은 Acetonitrile 용액에 $TBAPF_6$ (Tetrabutylammonium hexafluorophosphate)를 전해질로 하고, Ag/$Ag^+$을 기준전극으로 사용하여 주사 속도를 50mV/s로 하여 측정 하였다. 치환체에 의한 영향을 알아보기 위하여 분자구조 최적화 모델링을 사용하였다. 3차원 분자입체 특성 및 에너지 준위 상태는 Materials studio 4.2를 사용하여 특성을 예측 하였다. 본 연구에서는, 헵타메틴 시아닌 색소의 기본 골격에 각기 다른 치환체를 치환 시켜 치환체에 의한 영향을 전기화학적인 방법인 순환 전압-전류법(Cyclic voltammetry)와 분자 모델링 방법을 사용하여, HOMO와 LUMO에너지 준위 값을 구함으로써 치환체에 의한 영향을 알아보았다. 치환체로는 Dye 1과 Dye 2로 치환된 헵타메틴 시아닌 색소를 사용하였다. 이렇게 얻어진 HOMO/LUMO 에너지 준위 값으로부터 이온화 에너지($I_p$)와 전자 친화도($E_a$) 또한 구할 수 있는데, $I_p$와 $E_a$는 분자 오비탈과 전자전이에 관련된 값들이고, 이는 계산을 통하여 얻을 수 있다. 순환 전압-전류법의 계산 방법은 봉우리 전위(peak postential)와 (onset potential)방법이 있는데, 이 계산을 통한 전위 값들이 봉우리 전위 계산 방법이 onset potential 방법에 비하여 작은 전위 값으로 나타난다. 하지만 이 두 가지 방법 모두 현재 순환 전압-전류법을 사용하여 HOMO/LUMO 에너지 준위를 측정하는 방법에 쓰이고 있으며, 어떠한 계산 방법이 더 정확하다고는 말 할 수 없지만, 본 실험 결과를 통하여 비교 분석한 결과 onset potential 계산 방법이 봉우리 전위 계산 방법에 비하여 정확하다고 판단된다. Dye 1과 Dye 2를 순환 전압-전류법으로 측정한 결과 각기 다른 전위를 나타내고 이것을 계산을 통하여 정량화하면 Dye 2가 Dye 1에 비하여 높은 전위 값을 갖음을 알 수 있는데, 이것은 ethyl 에 비하여 surful 원자의 전자공여성이 더 크다고 할 수 있다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제3권4호
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• pp.62-69
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• 1989

휴대용 전기톱을 비롯한 학습 기계장치, 자동차 연동장치, 각종 화학 분석장치 및 산업용 로봇 시스템등의 전기설비에 광범위하게 응용되고 있는 고유 불안정 도립진자 시스템의 동적 안정화 제어기 설계기법이 소개된다. 복잡한 비선형 동특성을 고려한 수학적 모델링과 C. D. Johnson에 의해 제시된 외란 적응 제어 이론을 적응하여, 최적 레귤레이터형 안정화 제어기를 설계하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험결과가 만족스럽게 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-52
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• 2019

리튬이차전지(Lithium Secondary Batteries)를 에너지원으로 채용하는 분야가 다양해짐에 따라, 기존 요구 특성뿐만 아니라 각 분야에 특화된 성능 평가 결과까지 요구하고 있다. 이에 대응하기 위해 각 전지 제조사는 연구 인력을 충원하고 고가의 장비를 지속적으로 도입해서 다수의 전지를 오랜 기간 평가해야 하는 어려움을 겪고 있다. 이를 해소하기 위해, 전지 모델링(Modeling)을 기반으로 한 모사(Simulation) 기법을 도입하여, 실험 횟수를 최소화하고 실험 시간도 단축하려는 시도를 지속하고 있다. 현재까지 다양한 리튬이차전지 모델링 기법이 보고되고 있으며, 목적에 따라 최적 기법이 선택 및 활용되어 왔다. 본 리뷰 논문에서는 뉴만(Newman) 모델을 기반으로 한 전기화학적 모델링(Electrochemical Modeling) 기법을 상세히 설명한다. 특히, 전극 반응속도를 나타내는 버틀러-볼머식(Butler-Volmer Equation), 각 상(Phase)에서 전자와 이온의 균형 방정식 (Material and Charge Balance Equations), 그리고 전지의 온도 변화를 설명할 수 있는 에너지 균형 방정식 (Energy Balance Equation)의 물리적 의미를 쉽게 설명하고, COMSOL Multiphysics를 이용한 간단한 해석 과정과 결과를 제시한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.223-224
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• 2014

본 논문에서는 연료전지용 전력변환장치 설계에 필요한 연료전지의 수학적 모델링과 이에 기초한 하드웨어 시뮬레이터(APL)에 대하여 설명한다. 지금까지 사용되어 왔던 일반적인 DC 전압원 대신에 연료전지의 비선형 전원 특성을 고려할 수 있는 모의 실험에서 사용할 수 있는 연료전지 모델링에 관하여 설명한다. 연료전지는 화학적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 장치로써 개질기를 사용하여 수소를 지속적으로 공급해야 하는 등 실험실에서 실제 운전하는데 많은 어려움을 가지고 있다. 이런 어려움을 보완할 수 있는 모의전원장치(APL)을 사용하여 연료전지의 I-V 및 P-V 곡선의 전기적 비선형 특성을 제공함으로써 연료전지용 제어기 및 전력변환장치 설계가 보다 더 현실적일 수 있도록 하는데 도움이 될 것으로 본다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.256-257
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• 2007

본 논문에서는 연료전지용 PCS 설계 및 시뮬레이션 시 연료전지의 비선형 전원 특성에 의한 영향을 확인하기 위하여 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC) 스택을 전기화학 방정식을 기반으로 모델링한다. 모델링된 연료전지 전원을 부스트 컨버터의 입력으로 활용하여 시뮬레이션을 수행한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.271-273
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• 2009

본 논문은 연료전지의 동특성을 모델링하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 시스템에서 에너지 보상 배터리의 최적화 설계 방법을 제안하였다. 다양한 전기화학방정식과 실제 연료전지의 측정 데이터를 기반으로 연료전지 모델링을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 분석하여 시스템에서 요구되는 전력을 계산하여 배터리를 용량을 산정 하였다.

• 공업화학전망
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• 제22권4호
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• pp.20-34
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• 2019

수소경제 시대의 도래와 함께 연료전지에 관한 연구가 크게 주목받고 있다. 그중 실험적으로 분석이 어려운 부분에 관하여 비용과 시간이 요구되는 실험적인 방법을 배제할 수 있는 모델링 기법인 전산유체역학(computational flow dynamics, CFD)이 큰 관심을 받고 있다. 연료전지의 연구에 주로 사용되는 전산유체역학에 관한 연구는 열분포, 유체의 흐름, 각종 반응물의 농도, 그리고 전기화학반응 등의 실험적인 분석이 현실적으로 불가능한 부분의 분석으로 통하여 실험을 줄이고도 많은 결과를 얻을 수 있는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 전산유체역학을 이용한 연료전지 내부에서 벌어지고 있는 각종 유체, 열, 전기화학반응 등에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.338-346
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• 2013

일반 납축전지는 차량의 시동 성능 위주로 최적 설계되어 있다. 최근 차량 전장 시스템과 납축전지를 활용한 연비기술 적용의 증가로 납축전지의 사용 빈도가 늘어나고 있다. 연비기술 적용은 납축전지의 잦은 충방전 반응을 일으켜 납축전지 내구 수명을 단축시키고 있다. 본 연구에서는 납축전지의 노화 수명 모델 구현을 통해 배터리 내구 수명을 예측하는 방법을 제시하고자 한다. 납축전지의 노화에 영향을 미치는 요인은 방전율, 충전 시간, 완충 시간, 온도 조건 등이 있다. 본 논문에서는 납축전지의 동적 거동을 예측하기 위하여 전기화학반응 속도론, 이온의 전달현상, 전극 공극률의 시간에 따른 변화를 고려하였다. 수명 예측을 위해서 노화 메커니즘 중 노화에 가장 큰 영향을 주는 극판 부식 현상과 활물질 탈락을 노화 모델링에 반영하였다. 개발된 납축전지의 노화 모델을 검증하기 위하여 납축전지의 가속 충방전 시험을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권5호
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• pp.759-767
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• 2008

Bending deformation of an ionic polymer actuator(IPA) on applied low electric field across its thickness is dominated by electroosmosis of hydrated ions and self-diffusion of free water molecules. In the study by Popovic et al., two processes are assumed to occur sequentially in the way that fast electroosmosis is followed by self-diffusion and finite element formulation for the basic field equations are proposed. However the motions of hydrated ions and water molecules occur at the same time. In this study, those two processes are considered simultaneously and finite element formulation is conducted for the basic field equations governing electrochemical response of an IPA. Some numerical studies for IPA are carried out in order to show the validity of the present formulation.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.346-355
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• 2012

최근 전 세계가 환경문제와 에너지 자원 고갈 문제에 대해 관심을 집중하고 있다. 이런 문제들을 해결하기 위한 여러 가지 방법들 중 하나가 하이브리드자동차(HEVs)이다. 그래서 하이브리드자동차 기술에 대한 사람들의 관심이 높아지고 있다. 하이브리드 자동차의 에너지 저장 시스템의 후보들은 AGM 배터리, Ni-MH 배터리 및 리튬배터리 등이다. AGM 배터리는 상대적으로 낮은 가격, 높은 충전 효율, 낮은 자가 방전 및 높은 안전성 등이 장점이다. 상용자동차에 하이브리드 자동차 시스템을 적용하기 위해서는 4개의 AGM 배터리를 2개의 직렬과 2개의 병렬로 연결해야한다. 본 연구에서는 상용차용으로 사용될 직 병렬로 연결되어 있는 AGM 배터리 시스템의 충 방전 특성을 예측하기 위하여 AGM 배터리의 충 방전 모델링을 수행하였다. AGM 배터리의 충 방전 모델링을 위해 내부에서 일어나는 전기화학 반응, 전하 보전과 물질 보존 법칙을 통해 배터리의 지배방정식으로 세웠다. 모델링 결과의 정확성을 검증하기 위해 다양한 조건에서의 실험결과와 비교하였다.