• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.27 no.1
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• pp.8-14
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• 2024

In this study, the scale of renewable photovoltaic(PV) panels and hydrogen fuel storage facilities required to achieve "net zero carbon emissions" in military facilities were predicted based on actual electricity consumption. It was set up to expect the appropriate installation size of PV panel and hydrogen fuel storage facility for achieving carbon neutrality, limited to the electricity consumption in the public sector, including national defense and social security administration in Yeongcheon. The experimental results of this paper are largely composed of two parts. First, representative meteorological factors were considered to predict solar power generation in the Yeongcheon area, and solar power generation was estimated through a multiple regression model using deep learning techniques. Second, the size of solar power generation facilities and hydrogen storage facilities in military bases was estimated with the amount of solar power generation and electricity consumption. As a result of this analysis, it was calculated that a site of 155.76×104 m² for PV panels was needed and a facility capable of storing 27,657 kg of hydrogen gas was required. Through these results, it is meaningful to demonstrated the prospect that military units can lead the achievement of "carbon net zero 2050" by using PV panels and hydrogen fuel storage facilities on idle sites of military bases.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.23 no.2
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• pp.25-38
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• 2020

Photoelectrochemical water splitting has been considered as the most promising technology for generating hydrogen energy. Transition metal dichalcogenide (TMD) compounds have currently attracted tremendous attention due to their outstanding ability towards the catalytic water-splitting hydrogen evolution reaction (HER). Herein, we report the synthesis method of various transition metal dichalcogenide including MoS₂, MoSe₂, WS₂, and WSe₂ nanosheets as excellent catalysts for solar-driven photoelectrochemical (PEC) hydrogen evolution. Photocathodes were fabricated by growing the nanosheets directly onto Si nanowire (NW) arrays, with a thickness of 20 nm. The metal ion layers were formed by soaking the metal chloride ethanol solution and subsequent sulfurization or selenization produced the transition metal chalcogenide. They all exhibit excellent PEC performance in 0.5 M H₂SO₄; the photocurrent reaches to 20 mA cm^-2 (at 0 V vs. RHE) and the onset potential is 0.2 V under AM1.5 condition. The quantum efficiency of hydrogen generation is avg. 90%. The stability of MoS₂ and MoSe₂ is 90% for 3h, which is higher than that (80%) of WS₂ and WSe₂. Detailed structure analysis using X-ray photoelectron spectroscopy for before/after HER reveals that the Si-WS₂ and Si-WSe₂ experience more oxidation of Si NWs than Si-MoS₂ and Si-MoSe₂. This can be explained by the less protection of Si NW surface by their flake shape morphology. The high catalytic activity of TMDs should be the main cause of this enhanced PEC performance, promising efficient water-splitting Si-based PEC cells.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.451
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• pp.22-31
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• 2014

온실가스 다량 배출로 인한 지구온난화 현상은 많은 분야에서의 변화를 요구하고 있다. 특히 온실가스 배출의 주원인으로 꼽히고 있는 발전 등 에너지산업 분야의 경우 그 요구는 매우 거세다. 과거에는 경제성장이라는 측면만 고려하면 됐지만, 지금은 기후변화 대응을 위해 환경을 최우선적으로 고려할 것을 주문하고 있기 때문이다. 문제는 현재 전 세계적으로 약 20%에 이르는 인구가 전기 에너지를 사용하지 못하고 있다는 점이다. 즉 향후 에너지를 사용하고자 하는 신규 소비자는 더욱 늘 것이고, 산업의 발전으로 인한 에너지 소비 역시 큰 폭으로 증가할 수밖에 없다. 문제가 굉장히 어렵지만 해결책도 분명 존재한다. 결론적으로 말해 온실가스 배출을 최소화하면서도 에너지 효율은 높인 기술을 개발하면 되는 것이다. 그리고 이미 세계 각국은 청정에너지 기술개발을 위해 다각도의 노력을 펼치고 있는 상황이다. 그렇다면 세계 각국은 미래 에너지시장을 선도할 청정에너지 기술로 어떤 것을 꼽고 있을까. 이 질문에 대한 대답은 지난 5월 서울에서 개최된 '제5차 클린에너지장관회의(CEM, Clean Energy Ministerial)'에서 제시된 바 있다. CEM은 한국, 미국, 영국, 독일, 중국, 일본 등 세계 에너지의 70%를 사용하는 주요 국가의 관계 장관들이 모여 클린에너지 공급 확대와 에너지효율 향상을 위한 구체적 액션플랜을 논의하는 자리다. 2010년 미국에서 첫 회의가 열렸고 아랍에미리트, 영국, 인도에 이어 한국은 5번째로 CEM을 개최했다. 특히 이번 CEM에서는 회원국들의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술을 최초로 선정, 발표했다. CEM은 "향후 10년 간 에너지 시장의 변화를 선도할 유망 기술을 선정한 것으로 IEA 등 국제기구와 주요국 기술 로드맵을 기준으로 해 23개 회원국 회람을 거쳐 최종 확정하게 됐다"고 배경을 설명했다. 이번에 선정된 10대 청정에너지 혁신기술은 ${\triangle}$초고압직류송전 ${\triangle}$에너지저장장치 ${\triangle}$바이오연료 ${\triangle}$마이크로 그리드 ${\triangle}$탄소포집 및 저장 ${\triangle}$초고효율 태양광 발전 ${\triangle}$해상풍력 ${\triangle}$신재생에너지 하이브리드시스템 ${\triangle}$빅데이터 에너지관리시스템 ${\triangle}$지열 시스템이다. 이와 관련해 산업통상자원부 윤상직 장관은 "이번에 선정된 10개의 기술은 최근의 기술적 정책적 추세가 잘 반영된 결과"라고 평가했다. 특히 윤 장관은 "중앙집중형 공급원에서 분산형 전원으로의 변화, 에너지 효율향상의 중요성, ICT와 융 복합 추세 등 우리나라의 상황에서 시사하는 바가 크다"며 "현재 수립하고 있는 '제3차 국가에너지기술 개발계획'에 이러한 기술적 추세를 반영하겠다"는 의사를 표명했다. 향후 10년 간 에너지시장의 변화를 선도할 10대 청정에너지 유망기술을 자세히 소개한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.586-591
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• 2005

우리나라는 에너지의 안정적 공급과 에너지이용 과정에서 발생하는 환경적, 안보적 외부성을 최소화하는 에너지수급 구조를 마련하기 위해 2003년 12월 '제2차 신재생에너지 기술개발 및 이용보급 기본계획(2003-2012)'을 발표하였다. 이 계획에서는 2011년까지 전체 TPES의 $5\%$를 신재생에너지로 공급하는 것을 정책목표로 수립하고 수소, 태양광 그리고 풍력기술을 중점적으로 추진하기로 하였다. 특히 수소부문에서는 주택 및 건물용, 발전용, 수송용 연료전지의 개발을 중심으로 개발하여 세계 기술시장의 $20\%$를 확보한다는 계획을 발표하였다. 이러한 기술 잠재력을 기반으로 우리 정부도 미국이나 일본과 같이 수소경제로의 전환을 준비하고 있으며 2020년대 이후 우리나라의 에너지부문은 새로운 국면에 접어들 것으로 전망된다. 에너지나 환경기술의 효과적 인 개발을 위해서는 이들 기술의 직접적인 비용측면에 대한 분석 즉 경제성 평가와 새로운 기술변화로 인한 중장기적인 사회경제적 영향평가가 선행되어야 한다. 이러한 평가는 대상 기술의 사회경제적 파급효과가 광범위할수록 더욱 복잡한 분석이 요구된다. 본 연구의 주제인 수소에너지기술은 지금까지 이용되던 것과는 전혀 새로운 에너지캐리어(carrier)를 개발하는 것으로 에너지부문 및 여타 다른 산업부문이 공유하고 있는 에너지 관련 인프라의 전면적인 조정이 요구되며 에너지 이용과 관련된 사회경제적 측면의 급속한 변화를 수반한다. 본 연구는 수소경제로의 이행에 대한 사회경제적 영향평가의 방법론적 요소들과 기법을 제시한다."중등도 독성"으로 나타났다 이상의 결과는 전기도금을 이용하여 교정용 선재의 직경을 증가시키는 방법이 임상에 적용되기 위해서는 세포독성을 줄이기 위한 추가의 연구가 필요함을 시사하였다.의하게 가장 낮은 정지. 운동 마찰력을 보였고 브라켓-호선 각도가 증가함에 따라 유의하게 정지, 운동 마찰력도 증가하였다 (P<0.001)%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다.equirements of the prematured infants during the early weeks of life. 모든 치근단 수준에서 비표준화 medium 크기 master cone 사용군이 ISO 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.3
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• pp.332-340
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• 2017

This study aims to propose a new optimization-based approach for design and analysis of the stand-alone hybrid energy supply system using renewable energy sources (RES). In the energy supply system, we include multiple energy production technologies such as Photovoltaics (PV), Wind turbine, and fossil-fuel-based AC generator along with different types of energy storage and conversion technologies such as battery and inverter. We then select six different regions of Korea to represent various characteristics of different RES potentials and demand profiles. We finally designed and analyzed the optimal RES stand-alone energy supply system in the selected regions using multiobjective optimization (MOOP) technique, which includes two objective functions: the minimum cost and the minimum $CO_2$ emission. In addition, we discussed the feasibility and expecting benefits of the systems by comparing to conventional systems of Korea. As a result, the region of the highest RES potential showed the possibility to remarkably reduce $CO_2$ emissions compared to the conventional system. Besides, the levelized cost of electricity (LCOE) of the RES-based energy system is identified to be slightly higher than conventional energy system: 0.35 and 0.46 $/kWh, respectively. However, the total life-cycle emission of $CO_2$ ($LCE_{CO2}$) can be reduced up to 470 g$CO_2$/kWh from 490 g$CO_2$/kWh of the conventional systems.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.5
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• pp.443-455
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• 2013

Electrochemical studies on charge transfer reactions across the interface between two immiscible electrolyte solutions (ITIES) have greatly attracted researcher's attentions due to their wide applicability in research fields such as ion sensing and biosensing, modeling of biomembranes, pharmacokinetics, phase-transfer catalysis, fuel generation and solar energy conversion. In particular, there have been extensive efforts made on developing sensing platforms for ionic species and biomolecules via gelifying one of the liquid phases to improve mechanical stability in addition to creating microscale interfaces to reduce ohmic loss. In this review, we will mainly discuss on the basic principles, applications and future aspects of various sensing platforms utilizing ion transfer reactions across the ITIES. The ITIES is classified into four types : (i) a conventional liquid/liquid interface, (ii) a micropipette supported liquid/liquid interface, (iii) a single microhole or an array of microholes supported liquid/ liquid interface on a thin polymer film, and (iv) a microhole array liquid/liquid interface on a silicon membrane. Research efforts on developing ion selective sensors for water pollutants as well as biomolecule sensors will be highlighted based on the use of direct and assisted ion transfer reactions across these different ITIES configurations.

• KSBB Journal
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• v.20 no.6
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• pp.393-400
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• 2005

Hydrogen($H_2$) as a clean, and renewable energy carrier will be served an important role in the future energy economy. Several biological $H_2$ production processes are known and currently under development, ranging from direct bio-photolysis of water by green algae, indirect bio-photolysis by cyanobacteria including the separated two stage photolysis using the combination of green algae and photosynthetic microorganisms or green algae alone, dark anaerobic fermentation by fermentative bacteria, photo-fermentation by purple bacteria, and water gas shift reaction by photosynthetic or fermentative bacteria. In this paper, biological $H_2$ production processes, that are being explored in fundamental and applied research, are reviewed.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.52-52
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• 2012

최근 선진국을 중심으로 제조기술의 산업혁명이라고 불릴 정도로 큰 파급효과가 기대되는 자기조립기반의 산업공정기술을 확보하기 위한 많은 노력과 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 자기조립(Self-Assembly) 현상은 자연에서 일어나는 자발적인 힘으로 원자 또는 분자 단위까지 구조물을 제어하고 bottom-up 방식(상향식: 원자/분자 스케일의 나노구조를 배열/조립하여 원하는 형태의 패턴을 만들어 내는 방식)으로 원하는 구조물을 설계/제작할 수 있는 능력을 가지고 있다. 기초적인 과학으로부터 출발한 자기조립기술은 최근 자기조립 응용개발에서 많은 성과를 이루어내면서 산업화 가능성을 크게 하고, 과학계와 산업계의 많은 관심을 불러일으키고 있다. 반도체 산업기술을 예측하는 ITRS 로드맵(2005년)에 의하면 directed self-assembly 방법이 새로운 미래 패터닝 기술로 개발되어 2016년경에 사용되고, 자기조립소재로 제작된 다양한 응용소자들은 새로운 미래소자로 개발될 것으로 예상하고 있다. 이에 맞추어 국내 기업들도 diblock copolymer를 이용한 나노패터닝 기술 확보를 위한 연구를 진행하고 있다. 또한 IBM은 자기조립기술을 반도체공정에 실험적으로 적용하여 자기조립기술이 생산 공정에 부분적으로 적용될 가능성이 크다는 것을 보여주었다. 산업계와 함께 학계의 연구센터에서는 산업화를 위한 자기조립 집적화 공정(Integrated process) 개발을 이루기 위하여 체계적으로 연구를 실시하고 있다. 미국의 Northeastern 대학의 CHN(Center for high-rate Nanomanufacturing) 연구센터는 자기조립 집적화에 용이한 새로운 개념의 소자를 제안하고 이를 집적화하기 위한 다양한 공정을 개발하고 있으며, Wisconsin 대학의 NSEC(Nanosacle Science and Engineering Center) 연구센터는 diblock copolymer를 이용한 나노패터닝 기술 개발에서 획기적인 결과를 도출하여 산업계에 적용될 가능성을 높이고 있다. 이와 같은 결과들로부터 앞으로의 자기조립기술에 대한 연구는 3차원 구조물을 제작할 수 있는 집적화 공정에 집중될 것이고, 이를 위하여 새로운 개념의 단순한 구조의 응용소자개발도 함께 추진될 것으로 판단된다. 또한 실용 가능성이 큰 집적화 공정으로 개발하기 위하여 기존의 top-down 방식을 접목한 bottom-up 방식의 자기조립 집적화 공정이 개발될 것으로 예상하고 있다. 이와 함께 자기조립공정은 반복되는 구조를 쉽게 제작할 수 있는 장점을 가지고 있어 다양한 응용소자 [태양전지(solar cell), 연료전지(fuel cell), 유연성 있는 전자기기(flexible electronics), 화면표시 장치(display device)] 제작에 쉽게 이용되어 새로운 산업을 창출할 수 있는 가능성을 보이고 있다. 본 자기조립 연구 센터에서는 이와 같은 자기조립 특성을 제조공정에 적용하여 혁신적인 제조공정기술을 확보하고자 연구를 진행하고 있다. 그러므로 본 발표에서 이와 같은 연구 흐름과 함께 본 센터에서 진행하고 있는 자기조립 제조방법을 소개하고자 한다. 이와 함께 자기조립방법을 이용하여 제작된 다양한 응용소자 개발 결과를 발표하고, 이를 top-down 방식과 접목하여 집적화공정으로 개발하는 전략을 함께 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.7
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• pp.1124-1128
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• 2021

As regulations of emissions from ships become more stringent, electric propulsion systems have been increasingly used to solve this problem in vessels ranging from large merchant ships to small and medium-sized ships. Methods for improving the efficiency of the electric propulsion system include the improvement of power sources; the use of a system linked to environmentally friendly power sources, such as batteries, fuel cells, and solar power; and the development of hardware and control methodology for rectifiers, power conversion devices, and propulsion motors. The method using a phase-shifting transformer with diodes has been widely used for rectification. Power semiconductor devices with grid connection to an environmentally friendly power source using DC distribution, a variable speed power source, and the application of small and medium-sized electric propulsion systems have been developed. Accordingly, the demand for active front-end (AFE) rectifiers is increasing. In this study, a method using a neural network rather than a conventional proportional-integral controller was proposed to control the AFE rectifier. Tested controller data were used to design a neural network controller trained through MATLAB/Simulink. The neural network controller was applied to a rectification system designed using PSIM software. The results indicated the effectiveness of improving the waveform and power factor DC output stage according to the load variation. The proposed system can be applied as a rectification system for small and medium-sized environmentally friendly ships.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.4
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• pp.54-63
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• 2022

A 3-tonf class liquid rocket engine that powers the upper stage of a small launcher and lifts 500 kg payload to 500 km SSO is designed. The small launcher is to utilize the flight-proven technology of the 75-tonf class engine for the first stage. A combination of liquid oxygen and liquid methane has been selected as their cryogenic states can provide an extra boost in specific impulse as well as enable a weight saving via the common dome arrangement. An expander cycle is chosen among others as the low-pressure operation makes it robust and reliable while a specific impulse of over 360 seconds is achievable with the nozzle extension ratio of 120. Key components such as combustion chamber and turbopump are designed for additive manufacturing to a target cost. The engine system provides an evaporated methane for the autogenous pressurization system and the reaction control of the stage. This upper stage propulsion system can be extended to various missions including deep space exploration.