• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07b
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• pp.1486-1488
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• 2005

본 논문에서는 수퍼캐패시터(Supercapacitor 이하 수퍼�L)를 이용하여 엔진 발전기를 전원으로 하는 권상부하 시스템의 부하전력 분배와 회생에너지의 저장 기법을 제안한다. 대표적인 권상부하 시스템인 크레인의 경우, 크게 두가지 운전모드로 동작한다. 첫번째 운전모드는 부하를 들어올리는 동작(Hoist-Up)으로서 가속 종료시점에서 최대전력을 소모한다. 두번째 운전모드는 부하를 내리는 동작(Hoist-Down)으로서 이때 희생되는 전력은 일반적으로 저항을 통하여 소모된다. 본 논문에서는 에너지 저장장치의 하나인 수퍼�L을 이용하여 Hoist-Down 운전에서 희생되는 에너지를 저장하고 Hoist-Up 운전에서 필요한 전력을 보조하도록 하였다. 수퍼�L의 충방전을 위하여 상용 3상 인버터와 동일한 구조를 가지는 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 또한 발전기와 수퍼캐패시터의 Load Sharing을 최적화하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하면 디젤엔진 발전기의 크기를 대폭 줄일 수 있고 따라서 연비의 개선, 소음 및 공해의 감소를 기대할 수 있다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.65-66
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• 2015

본 논문에서는 단상 다이오드 정류기와 소용량 직류단 캐패시터를 가지는 전동기 구동 시스템에서 계통 전류에 최소 고조파 전류 주입을 통하여 직류단 전압을 높이는 방법을 제안한다. 소용량 직류단 캐패시터를 가지는 전동기 구동 시스템은 직류단전압이 맥동하게 되는데 직류단 전압이 낮은 부분에서는 과도한 약자속 전류가 필요하게 된다. 기존의 연구에서는 직류단 전압을 확보하기 위해 직류단 최소 전압을 설정하는 방법이 제안되었다. 하지만 계통 전류의 고조파 규정 때문에 직류단 최소 전압을 높이는 것은 한계가 있다. 제안된 방법에서는 계통 전류에 고조파를 주입함으로써 기존의 한계보다 더 높은 직류단 최소 전압을 가지면서도 계통 전류의 고조파 규정을 만족시킬 수 있도록 한다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.88-90
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• 2020

운송업의 시장 규모가 커짐에 따라 물건들을 분류하는 방식에 관한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 그중 크로스벨트소터 방법이 많이 쓰이고 있다. 물건이 카트 위에서 이동하다가 원하는 위치에서 출하는 하는 방식이다. 현재 Bus bar와 collector의 접촉을 이용해 출하 시 전력을 공급하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법은 유지와 관리에서 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Bus bar와 collector를 사용하지 않고, 카트에서 직접 물건 출하 시 필요한 전력을 만드는 방식에 대해 언급한다. 기존 배터리의 사용 대신, 온도와 수명, 전류방전에 이점을 가진 슈퍼캐패시터를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 슈퍼캐패시터의 충전과 출력이 높은 상황에서 슈퍼캐패시터가 전력을 보상해주는 동작을 검증한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.2
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• pp.93-97
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• 2003

The electrode for a supercapacitor was prepared using an amorphous ruthenium oxide, which was synthesized from ruthenium trichloride hydrate$(RuO_2{\cdot}nH_2O)$. A supercapacitor was assembled with an electrode of ruthenium oxide material on a current collector of tantalum, and an electrolyte of 4.8 M sulfuric acid. The result of the AC impedance analyses on $Ta/H_2SO_4(4.8 M)/Pt$ cell showed that tantalum was stable at the potential range of $0.0\~1.1V(vs. SCE)$. Therefore, Ta film could be used the supercapacitor as a current collector. The irreversible hydrolysis in the supercapacitor occurred over ca. 1.0V(vs.SCE) when the supercapacitor was protonated to 0.5V(vs. SCE). The supercapacitor protonated to 0.5V(vs.SCE) showed good electrochemical properties when it was tested at the potential range of 1.0V in the charge-discharge test. The potential range of the electrodes including the positive and the negative electrode was varied between -0.004 and 0.995V(vs. SCE). The potential ranges of the positive and the negative electrode were $-0.004\~0.515V(vs.\;SCE)\;and\; 0.515\~0.995V(vs.\;SCE)$, respectively.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.3
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• pp.168-173
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• 2013

In this paper, we would like to introduce Electron Relay Enhancer (ERE), a supplementary device, which improves commercial solar cell efficiency minimizing electron-hole recombination of solar cell. The ERE in this study is mainly composed of two capacitors which are connected to AC power source and bridge diode system which controls electron flow direction. Two capacitors repeat collecting electrons from solar cell and pumping the collected electrons to load resistance or inverter through the bridge diode system. While one positively charged capacitor collect electrons, the other negatively charged one pumps electrons. A positively charged capacitor pulls the more exited electrons from the solar cell, before the exited electrons recombine the holes in solar cell. That is why the ERE system enhances solar cell efficiency. As a result, the measured power increase of the solar cell with the ERE is varied from 5.9 W to 25.6 W in each experimental condition. Maximal increase rate of the solar cell power with ERE is 30.8% of solar cell power without ERE.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.697-698
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• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.11a
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• pp.127-131
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• 2002

축전지에 기반을 둔 일반적인 에너지 저장시스템은 몇 가지 문제점들을 가지고 있으며, 수명, 크기, 응답시간, 파워, 에너지 용량 등의 이유로 다양하게 응용되기에는 충분하지 못하다. 최근에는 슈퍼 캐패시터나 연료전지 같은 에너지 저장/발생 시스템들이 개발되어 이들과 축전지를 함께 이용하는 시스템에 대한 관심이 증가되고 있다. 축전지는 에너지가 매우 큰 저장시스템이지만, 중간 정도의 전력을 발생하며, 슈퍼캐패시터는 에너지 저장 능력이 적지만 큰 전력을 발생시킬 수 있다.(중략)

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.2
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• pp.1-1
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• 2001

DRAM에서 셀 캐패시터의 누설 전류 영향을 고려하여 소프트 에러율을 예측하였다. DRAM의 동작 과정에서 누설 전류의 영향으로 셀 캐패시터는 전하량이 감소하고, 이에 따른 소프트 에러율을 DRAM의 각 동작 모드에 대하여 계산하였다. 누설 전류가 작을 경우에는 /bit mode가 소프트 에러에 취약했지만, 누설전류가 커질수록 memory 모드가 소프트 에러에 가장 취약함을 보였다. 실제 256M급 DRAM의 구조에 적용하여, 셀 캐패시턴스, bit line 캐패시턴스, sense amplifier의 입력 전압 감도들이 변화할 때 소프트 에러에 미치는 영향을 예측하였고, 이 결과들은 차세대 DARM 연구의 최적 셀 설계에 이용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.512-516
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• 1998

탄소재료는 높은 전기전도도 및 기계적 강도, 화학적 안정성, 큰 비표면적(1000~3000$m^2$/g) 등의 특성 때문에 연료전지, 리튬이온 이차전지, 전기 이중층 캐패시터(electric double layer capacitor, EDLC).의 전극 활물질로 주목받고 있다[1]. 탄소섬유는 보통 특성과 전구체 핏치에 따라서 두 가지 종류로 분류된다[2]. 하나는 메조페이스 핏치로부터 제조된 고성능 탄소섬유(HPCF)이다. (중략)

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.123-124
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• 2016

LLC 컨버터는 동작범위에 따라 특성이 바뀌는 전달함수로 인해 제어기 설계와 최적화에 어려움이 따른다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 새로운 방식의 전하제어를 제안한다. 먼저, 소신호 등가모델을 분석해 공진 캐패시터 전압이 공진 전류와 같은 위상을 가진다는 것을 보인 후, 캐패시터가 resettable integrator가 될 수 있음을 밝힌다. 이를 바탕으로 디지털 구현에 적합한 전하제어를 제안한다. 그리고 실험을 바탕으로 제안한 제어의 타당성을 검증한다.