• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1455_1456
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• 2009

$SF_6$ is the most commonly used insulating gas in electrical systems. But In these days $SF_6$ mixtures and alternative gas has been studied because of global warming. so although many studies have been carried out about binary gas mixtures with $SF_6$, few studies were presented about breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures. At present study the breakdown characteristics of $SF_6/CF_4$ mixtures in quasi-uniform field was performed. This experiments were carried out under AC voltages. The rod-rod electrode was used with 5 mm gap distance. The mixture of $SF_6/CF_4$ containing 20%,50%,70% of $SF_6$ were compared with pure $SF_6$ and $CF_4$ gas and gas pressure ranged from 0.1 to 0.5 MPa. The show that the breakdown voltages of gas were linearly increased according to the pressure in quasi-uniform field. For breakdown vlotage values of $(E/P)_{crit}$ are important. Because If values of (E/P) is a little more than $(E/P)_{crit}$, electrons rapidly increase and streamer discharge gernerates. Through this experiments values of $(E/P)_{crit}$ are found to vary with the ratio of $SF_6/CF_4$ mixture according to the following relationship. $V_b=(E/P)_{crit}{\cdot}p{\cdot}d$

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.399-402
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• 2006

현재까지 연료전지 전해질 막으로는 Nafion으로 잘 알려져 있는 perfluorosulfonic acid(PFSA)막이 주를 이루고 있다. 이 막들은 $80^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도의 연료전지에서 가장 좋은 성능을 보인다. PFSA 막들은 탄소-불소로 이루어진 사슬의 특성상 산화, 환원의 조건에서도 뛰어난 안정성을 보이며 이온 전도도가 0.1S/cm 이상으로 기존에 알려진 전해질 막들 중 가장 우수한 성능을 나타낸다. 하지만 연료전지의 작동온도가 $100^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 는 막에 존재하던 수분이 제거되면서 수소이온 전도도가 떨어지며 기계적 물성도 떨어지는 문제점을나타낸다. $100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 연료전지를 작동시키면 양쪽의 전극에서 일어나는 촉매반응의 속도가 향상되며, 물의 끓는점 이상에서 작동되므로, 전지 내에서 다양한 상을 고려하지 않고 기화된 물만을 고려하여 설계를 할 수가 있다. 따라서 최근 이러한 고온/저가습 운전을 위 한 전해질 막의 개발을 위해 기존의 Nafion 막에 전도성 무기 입자를 도입하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 무기 입자로서 $ZrO_2$나노입자를 합성하고, 이를 상용 10 wt.% Nafion 용액에 분산하여 solution casting 방법을 통해 $61{\mu}m$ 두께의 유기-무기 복합막을 제조하였다. 제조한 유기-무기 복합막의 성능 평가를 위하여 함수율, 이온 전도도, 당량무게 및 단위 전지를 이용한 전류-전압 곡선을 측정하여 상용 Nafion 112 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.677-677
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• 2013

최근 석유에너지의 고갈과 휴대용 전자기기의 사용의 증가로 고효율의 배터리의 개발이 요구되고 있다. 생체칩에서 부터 전기자동차, 에너지 저장체까지 광범위한 산업군에 걸처 배터리의 개발이 되고 있어 시장규모의 계속적인 성장이 있을 것으로 전망하고 있다. 현재 상용되고 있는 음극 재료는 카본재료(이론 용량 372 mAh/g)이다. 이 카본재료의 특징은 값이 싸고, 표준 환원전위가 낮아 비교적 높은 전압을 낼 수 있다. 그러나 낮은 에너지밀도를 갖으므로 높은 에너지를 필요로 하는 차세대 산업군인 전기자동차 등에는 적합하지 않은 것으로 평가되고 있다. 그래서 더 높은 에너지 밀도를 갖는 다른 재료들에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 음극 재료로서 주석을 선택해서 연구를 하였다. 카본계열의 음극재료의 질량당 이론 에너지 밀도는 372 mAh/g임에 반해 주석같은 경우는 약 991 mAh/g 정도의 비교적 큰 이론용량을 갖고 있다. 하지만, 주석 등 금속, 혹은 금속 합금을 음극재료로 사용할 경우 많은 양의 리튬이 삽입/탈착되면서 약 300% 이상의 부피변화가 있게 된다. 그러한 과정에서 주석이 분쇄되어 떨어지거나 전자를 제공받는 집전체로부터 떨어지게 되고, 이 과정에서 심각한 에너지 밀도의 손실이 일어나게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 다음과 같은 구조들을 고안하여 도금 공정을 사용하여 음극재료를 제작하여 실험을 진행하게 되었다. 도금법은 대면적을 싼 가격으로 할 수 있으며 원하는 두께 및 모폴로지까지 쉽게 조절할 수 있다. 부피팽창에 의한 스트레스를 최소화하기 위해 도금법을 사용하여 나노구조를 만들어 그에 따른 전기화학적 특성 변화를 측정하였다. 다공성 필름인 AAO 디스크의 한 면에 구리를 sputtering 공정을 사용하여 0.5 um 두께의 seed layer 구리 박막을 형성하고 형성된 구리 박막 위에 도금공정을 이용하여 두껍게 구리를 증착함으로 구리 음극 집전체를 형성한다. 그 후 AAO 구조 안에 주석을 도금하면 AAO의 구조를 따라 주석 나노와이어가 형성이 된다. 마지막으로 NaOH로 AAO를 제거해주면 직경 200 nm, 길이 2 um 정도의 주석 나노와이어를 구리 집전체위에 만들 수 있었다. 배터리의 용량을 측정한 결과 안정한 싸이클 특성과 약 400 mAh/g의 에너지 밀도를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.616-616
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• 2013

그래핀(Graphene)은 열전도도가 높고 전자 이동도(200,000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET), 유기 전자 소자(Organic electronic device)와 광전자 소자(Optoelectronic device) 같은 반도체 소자에 응용 가능하다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ionirradiation)등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization)등의 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 기판의 표면을 거칠게 하며, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가조립 단층막법(Self-assembled monolayers; SAMs)을 이용하여 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면, 자가조립 단층막의 기능기에 따라 그래핀의 일함수를 조절 가능하고 운반자 농도나 도핑 유형을 변화시켜 소자의 전기적 특성을 최적화 할 수 있다 [1-3]. 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 기판에 SAMs를 이용하여 유연하고 투명한 그래핀 전극을 제작하였다. 산소 플라즈마와 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 이용하여 PET 기판 표면 위에 하이드록실 기(Hydroxyl group; -OH)와 아민 기(Amine group; -NH2)를 순차적으로 기능화 하였고, 그 위에 화학적 기상 증착법을 이용하여 합성한 대면적의 균일한 그래핀을 전사하였다. PET 기판 위에 NH2 그룹이 존재하는 것을 접촉각 측정(Contact angle measurement)과 X-선 광전자 분광법(Xray photoelectron spectroscopy: XPS)을 통해 확인하였으며, NH2그룹에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 전류-전압 특성곡선(I-V characteristic curve)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 유연하고 투명한 기판 위에 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.6-12
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• 2015

자동차, 조선, 발전설비 및 산업기계 등 거의 전 산업분야의 제품 생산단계에 용접기술이 사용되고 있다. 본 연구에서는 구조용 금속제품 제조공장에서 많이 사용되어지는 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템의 설계 및 구현에 관해 조사하였다. 이를 위해 시스템의 구동부 지지대에 대해 구조해석을 수행하였으며 전력절약형 시스템의 구현을 위해 자동전압조정기의 사양선택, 시스템의 상호인터페이스 및 회로도 설계를 고안하였다. 그 결과 용접 구동부 지지대의 설계가 안전함을 확인하였으며, 또한 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템은 다품종 소량 생산형 구조물 제조공장의 용접자동화에 적합하며 생산성 향상, 품질안정 및 전력 절약에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권1호
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• pp.97-103
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• 2006

본 논문은 미세 오존 출력을 얻을 수 있는 자동제어형 오존발생장치의 제어기법을 제시하고, 또한 무성방전에 의한 오존발생장치의 유입공기를 공극에서 저온인 $2^{\circ}C$까지 냉각 하여 포화 확산도가 높은 고밀도 탈취용 오존을 발생시킬 수 있는 기법을 제시한다. 고주파수의 오존방전 노이즈에 의한 전원파형의 불량화를 보상하기 위해서 디지털 궤환 제어시스템을 구성하고, 방전관의 등가 커패시터의 전압과 전류를 검출하여 2중의 제어루프를 설계한다. 부하변동에 따르는 과도상태 응답특성을 개선하고 제어기의 연산 지연시간을 보상하기 위하여 연산시간을 전원장치 플랜트의 고유한 파라미터로 가정하여 플랜트모델에 포함시켜 모델링한다. 제안된 오존 발생기는 고농도 고효율의 오존방전 시스템의 입력전원에서 고주파방전노이즈가 제거되어 정현적으로 되며 2배 이상의 안정된 오존출력을 얻는 것을 실험적으로 입증한다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.27-34
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• 2014

넓은 비행마하수와 받음각 기동 조건에서 고정된 형상을 가지는 초음속 흡입구에 안정되고 높은 압축비의 공기를 공급할 수 있는 제어기법을 제안하였다. 다양한 선행연구 결과 분석을 통하여 가장 현실적으로 적용하기에 용이한 제어변수를 도출하였고, 이를 비행조건에서 스케줄링 하여 사용할 수 있는 방법을 제시하였다. 제안된 스케줄링 및 흡입구 전압력 회복율 제어기를 추진기관 모델과 결합하여 시뮬레이션 함으로써 다른 제어변수에 비해 광범위한 비행영역에서 운용하기에 적합한 방법임을 보였다. 아울러 다양한 비행 조건에서의 제어기의 안정화 및 추종 성능을 시뮬레이션 함으로써 엔진의 동적 특성과 비행 기동역학 및 외란에 의해 나타나는 특성에 대해 살펴보았다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.89-93
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• 2015

본 연구에서는 이온빔 처리된 $HfO_2$ 박막을 이용한 액정디스플레이의 프리틸트각을 제어함으로써, 작은 구동전압에서도 안정적으로 구동할 수 있는 디스플레이 소자에 응용할 수 있는 특성을 연구하였다. $HfO_2$ 박막의 원자 수준의 증착을 통해서 높은 유전율의 박막을 제조할 수 있었으며, 이는 저전력 구동을 위해서 필수적인 요소라고 생각한다. 또한 이러한 $HfO_2$ 박막의 액정배향성을 확인하여 균일한 액정배향을 통해서 디스플레이 소자로의 응용가능성을 확인하였다. 특히 $HfO_2$ 박막에서의 액정배향성에 대해서 액정배향의 대표적인 특성인 프리틸트각의 제어를 실험을 통해서 확인하였다. 실험결과 이온빔처리를 한 $HfO_2$ 박막에서의 액정배향의 특성을 접촉각특성을 대표화하여 정량화 할 수 있었다. 본 연구의 결과 액정의 배향성 확보 및 프리틸트각을 제어할 수 있는 고유전율 $HfO_2$ 박막의 제조가 가능한 것을 확인할 수 있었으며, 고유전율 특성에서 기인하는 저전력 구동의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.28-34
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• 2007

본 연구에서는 새로 고안된 방전 논리 게이트 PDP의 논리 게이트 입력인 DC 방전특성에 대해 고찰하였다. 새로 고안된 방전 논리 게이트는 방전 경로에 따른 전극사이의 전위차를 제어하여 논리 출력을 유도한다. 실험결과 이 DC 방전들의 안정성을 위해 프라이밍 방전을 인가한 경우가 인가하지 않은 경우에 비해 방전지연시간이 1/3로 단축되며 방전개시전압은 1/2로 감소하였다. 또한 이 프라이밍 방전에서 발생한 공간전하는 방전종료 후 $30[{\mu}s]$ 정도까지 영향을 미친다. 그리고 시간적, 공간적 거리변화에 파라 공간전하가 DC 방전에 미치는 영향을 측정한 결과, 주 방전에서부터 시간적으로 멀어지는 것보다 공간적으로 멀어지는 것이 주 방전의 영향에서 쉽게 벗어날 수 있음을 알았다. 그러므로 각 주사전극 마다 방전 논리 게이트들을 독립적으로 동작시킬 수 있다는 결론을 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.166-172
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• 2001

본 논문에서는 INMARSAT-B형 위성통신용 광대역 수신단을 저잡음증폭기와 고이득증폭기로 구성하였다. 저잡음증폭기의 입력단 정합회로는 저항 결합회로의 형태로 설계하였으며, 전원회로는 저잡음 특성이 우수한 자기 바이어스 회로를 사용하였다. 수신단 이득을 향상시키기 위해서 고이득증폭기는 양단 정합된 단일 증폭기 형태로 제작하였으며, 바이어스 안정화 저항을 사용하여 회로의 전압강하 및 전력손실을 가능한 줄이고 온도 안정성을 고려하여 능동 바이어스 회로를 사용하였으며, 스퓨리어스를 감쇠시키기 위해서 저잡음증폭기와 고이득증폭기사이에 대역통과 필터를 사용하였다. 1525~1575 MHz 대역에서 60 dB 이상의 이득, 1.8:1 이하의 입.출력 정재파비를 나타내었으며, 특히 1537.5 MHz에서 입력신호의 크기가 -126.7 dBm일 때1.02 kHz 떨어진 점에서의 C/N비가 45.23 dB/hz의 측정결과를 나타냄으로써 설계시 목표로 했던 사양을 모두 만족시켰다.