• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.734-737
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• 2012

에너지하비스팅이란 도시와 자연 환경 속에 상시 존재하지만 진동, 열, 빛 등과 같이 버려지는 에너지 소스로부터 전기를 수확하는 것으로 대용량 발전소와는 다른 신개념의 전기 수확 기술이다. 본 연구에서는 다양한 에너지 하비스팅 기술들 중에서 압전 원리와 전자기 유도 방식을 조합한 하이브리드 에너지 하비스팅 블록에 대한 발전량을 평가하여 에너지 하비스팅 블록의 주택 도시 분야 적용 가능성을 검토하고자 하였다. 이를 위해 랩스케일 PZT 기반 다층 에너지 하베스터의 현 발전량을 평가하여 제시하였고, 증폭기술을 적용하여 개발된 에너지 블록의 발전성능을 다각적으로 평가하여 제시하였다. 또한 개발된 에너지 블록과 기존 상용 제품과의 발전성능 비교 실험을 수행하여 개발된 에너지 블록의 우수성을 입증하였다.

• Land and Housing Review
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• v.5 no.2
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• pp.99-106
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• 2014

The purpose of this study is to develop hybrid energy blocks with piezoelectric and electromagnetic induction method. The developed energy block is able to be applied to the housing and facilities in the city and is suitable to adjust the characteristics of facilities. To develop the hybrid energy block, we analyzed the characteristics and requirements of various energy block types and drew improvement and application method to develop energy blocks. We compared and analyzed the characteristics and performance of the prototype energy blocks and the developed hybrid energy blocks. According to result of the comparison and analysis, the developed energy block shows higher performance of 12.7 times for adding one vibration and 28.9 times for five consecutive vibrations than that of a existing prototype energy block. This is consistent with research purposes for W-level electrical energy production. Thus, the new energy block will likely be possible to apply to the housing and urban facility.

• Land and Housing Review
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• v.7 no.4
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• pp.307-314
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• 2016

Energy harvesting technique is to utilize energy that is always present but wasted. In this study, we have developed the energy harvester of the hybrid method utilizing both vibration and pressure of the vehicle traveling a road or parking lot. In the previous study, we have developed a prototype energy harvester, improved hybrid energy harvester, and developed a final product that offers improved performance in the hybrid module. The results were published in the previous paper. In this study, we installed the finally developed hybrid module in the actual parking lot. And we measured the power generation performance due to pressure and vibration, and the running speed of the vehicle when the vehicle is traveling. And we compared the results with those obtained in laboratory conditions. In a previous study performed in laboratory conditions the maximum power of the energy block was 1.066W when one single time of vibration, and 1.830W when succession with 5 times. On the other hand, in this study, we obtained the average power output of 0.310W when the vehicle is running at an average 5 km/h, 0.670W when at an average 10 km/h, and 1.250W when at an average 20 km/h, and 2.160W when at an average 5 km/h. That is, the higher the running speed of the vehicle has increased power generation performance. However, when compared to laboratory conditions, the power generation performance of the energy block in driving speed by 20km/h was lower than those in laboratory conditions. In addition, when compared to one time of vibration of laboratory conditions, power generation performance was higher when the running speed 20km/h or more and when five consecutive times in laboratory conditions, it was higher when the running speed 30km/h or more. It could be caused by a difference of load conditions between the laboratory and the actual vehicle. Thus, applying the energy block on the road would be more effective than that on the parking lot.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.606-606
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• 2013

ZnO nanowire를 기반으로 하는 nanogenerator는 미세한 움직임을 전기 에너지로 변환 시키는 압전 에너지 하베스팅 기술로 기존 에너지 하베스터와 비교하여 사용환경의 제약이 적고, 소형화가 가능한 장점으로 주목을 받고 있다. 특히 혈류, 심장박동, 호흡 등 인체 활동 에너지를 이용한 발전 소자 등의 활용이 가능하여 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 최근 발표된 film like generator나 lateral 구조의 nanogenerator는 nanowire의 구조 취약성으로 인해 내구성이 좋지 못한 단점이 있다. 본 연구에서는 nanogenerator의 내구성을 향상시키기 위해 capping layer로 실리콘 계 유무기 하이브리드를 적용하고자 하였다. 또한 상부 전극을 CNT-Ag소재로 대체하여 유연기판에 대응코자 하였다. 코팅 물질 및 코팅 방법을 최적화하고, 내구성 테스트를 실시하였고, 소자의 발전 특성은 PVDF generator와 비교분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.283.1-283.1
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• 2013

ZnO nanowire를 기반으로 하는 nanogenerator는 미세한 움직임을 전기 에너지로 변환 시키는 압전 에너지 하베스팅 기술로 기존 에너지 하베스터와 비교하여 사용환경의 제약이 적고, 소형화가 가능한 장점으로 주목을 받고 있다. 특히 혈류, 심장박동, 호흡 등 인체 활동 에너지를 이용한 발전 소자 등의 활용이 가능하여 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 최근 발표된 film like Vertical 구조의 nanogenerator는 nanowire의 구조 취약성으로 인해 내구성이 좋지 못한 단점이 있다. 또한 ZnO nanowire의 내부 O2 결함 및 표면 OH-기의 흡착에 의한 특성 저하가 나타난다. 본 연구에서는 nanogenerator의 내구성을 향상시키기 위해 capping layer로 실리콘 계 유무기 하이브리드를 적용하여 코팅 물질 및 코팅 방법을 최적화 하였으며 상부 전극을 CNT-Ag nanowire 소재로 대체하여 유연기판에 대응코자 하였다. 또한 APP(Atmosphere Pressure Plasma)와 ICP(Inductively Coupled Plasma)장비를 사용하여 ZnO nanowire를 표면처리하였고, 각각의 플라즈마 표면처리의 영향에 대해 조사하였다. XPS를 통하여 OH-기의 제거 유무를 확인하였으며, 소자의 발전 특성의 향상을 확인 하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.29 no.6
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• pp.371-377
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• 2019

A flexible piezoelectric energy harvester(f-PEH) that converts tiny mechanical and vibrational energy resources into electric signals without any restraints is drawing attention as a self-powered source to operate flexible electronic systems. In particular, the nanocomposites-based f-PEHs fabricated by a simple and low-cost spin-coating method show a mechanically stable and high output performance compared to only piezoelectric polymers or perovskite thin films. Here, the non-piezoelectric polymer matrix of the nanocomposite-based f-PEH is replaced by a P(VDF-TrFE) piezoelectric polymer to improve the output performance generated from the f-PEH. The piezoelectric hybrid nanocomposite is produced by distributing the perovskite PZT nanoparticles inside the piezoelectric elastomer; subsequently, the piezoelectric hybrid material is spin-coated onto a thin metal substrate to achieve a nanocomposite-based f-PEH. A fabricated energy device after a two-step poling process shows a maximum output voltage of 9.4 V and a current of 160 nA under repeated mechanical bending. Finite element analysis(FEA) simulation results support the experimental results.