• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.6
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• pp.639-644
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• 2015

A cylindrical secondary Li-ion cell is a device in which stored chemical energy is converted to electrical energy via an electrochemical reaction. These cells are widely used for applications that require high capacity and rate power, such as notebooks, power tools, and electric vehicles. The role of a center pin is to retain the channel for gas release, preventing blockage of the hollow of the jelly roll during a charge-discharge cycle, and to prevent an internal short circuit for tearing of separator under mechanical free fall. In this paper, two experiments are conducted with and without the center pin to experimentally verify the importance of the role of the center pin. The first experiment is a 50-cycle charge-discharge cycle test, and the second is a free fall test conducted according to the Underwriters Laboratories (UL) standards. Based on these experiments, we demonstrate that the center pin in a cylindrical cell is a very important component in terms of safety.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.312.1-312.1
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• 2014

Chalcopyrite계 화합물 반도체인 $Cu(InGa)Se_2$ (CIGS)는 직접천이형 에너지 밴드갭과 전파장 영역에 대하여 높은 광흡수계수($1{\times}$[10]^5/cm)를 가지므로 두께 $1{\sim}2{\mu}m$인 박막형태으로 고효율의 태양전지 제조가 가능하다. 또한, 박막공정의 저가 가능성을 나타내면서 전세계적으로 많은 연구와 관심을 받고 있고, 현재 상용화되어 있는 결정질실리콘 태양전지를 대체할만한 재료로 주목 받고 있다. 일반적으로, CIGS박막형 태양전지 구성은는 유리를 기판으로 하여 5개의 단위 박막인 Mo 후면전극, p형 반도체 CIGS 광흡수층, n형 반도체 CdS 버퍼층, doped-ZnO 상부 투명전극, $MgF_2$ 반사방지막으로 이루어진다. 이들 중에서 태양전지의 에너지 변환효율에 결정적인 영향을 미치는 구성된다. CIGS 광흡수층의 제조는 크게 진공법과 비진공방법으로 나뉜다. 현재까지 보고된 문헌에 따르면 CIGS 박막형 태양전지의 경우에 동시증발법으로 20.3%의 에너지 변환효율을 보였지만,는데, 이는 진공장비 특성상 공정단가가 높고 대면적화가 어렵다는 단점을 가진다. 따라서, 비진공법을 이용하여 광흡수층 제작하는 것이 기술적으로 진보할 여지가 크다고 볼 수 있다. 반면 현재 상용화되어 있는 결정질실리콘 태양전지를 대체할만한 방법으로 주목 받고 있는 비진공을 이용한 저가공정은 최근 15.5%의 에너지 변환효율이 보고 되었다. 비진공법에는 전계를 이용한 증착법 및 스프레이법으로 나뉘며, 이들 광흡수층 재료의 화학적 합성은 III족 원소인 In, Ga의 함량비에 따라 광흡수층의 에너지 밴드갭(1.04~1.5 eV) 조절이 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 비진공법에 사용되는 CIGS재료의 화학적 합성조건을 변화시켜 III족 원소의 조성비 조절을 시도하였다. CIGS 분말 시료의 입자 형태와 크기를 FE-SEM을 이용하여 관찰하였고, 화합물의 성분비를 EDX 및 XRD 분석을 통해 Ga 함량에 따른 구조적 차이를 비교해 보았다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.297-301
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• 2012

Microbial fuel cell (MFC) is the major of bio-electrochemical system which can convert biomass spontaneously into electricity through the metabolic activity of the microorganisms. In this study, we used an activated sludge as a microbial inoculum and then investigated the feasibility of using dairy wastewater as a possible substrate for generating electricity in MFC. To examine the performance of MFC as power generator, the characteristics on cell potentials, power density, cyclic voltammetric analysis and sustainable power estimation were evaluated for dairy wastewater. The maximum power density of $40\;mW/m^2$was achieved when the dairy wastewater containing 2650 mg/L COD was used, leading to the removal of 88% of the COD. The results from this study demonstrate the feasibility of using MFC technology to generate electricity while simultaneously treating dairy wastewater effectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.79.2-79.2
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• 2010

FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)는 연료전지스택의 각 셀에서 반응하는 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 차량을 구동하는 시스템이다. 이러한 연료전지 셀이 정상적인 발전이 되지 않을 경우 비정상적인 전압이 발전되고 이것을 방치한다면 연료전지 스택의 영구적인 고장을 야기할 수 있다. 이를 방지하기 위해 SVM(Stack Voltage monitor) 제어기는 각 셀의 전압을 측정하고 그 정보를 상위 제어기인 FCU(Fuel cell Control Unit)에 전달한다. 이에 FCU는 연료전지스택의 고장을 운전자에게 알리고 연료전지스택의 발전을 멈추게 한다. 기존에 SVM 제어기는 각 셀마다 분압저항을 통하여 측정하며 이 전압의 차를 이용하여 셀 전압을 계산하는 방식이었다. 이는 상위 셀로 갈수록 오차가 커지는 문제가 있고 다수의 CPU 및 DC/DC 컨버터가 적용이 필요하여 복잡한 구성과 가격이 높은 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 cell monitoring IC를 적용하였고 좀 더 정밀한 측정과 간단한 인터페이스를 구성할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 SVM 제어기보다 안정되고 정밀한 SVM 제어기의 개발에 대해 기술하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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• pp.172-174
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• 2007

본 연구는 가정용 연료전지 모니터링 사업을 통한 실증화 연구로써, 연료전지의 실용성에 대한 가치를 평가하고 실용화를 앞당기고자 하는데 목적을 두고 있다. 가정용 고분자 전해질 연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환함으로써 시스템 전체 효율이 80%이상의 고효율이고 환경 친화적이라는 점과, 연료전지 시스템의 운전 시 발생되는 폐열을 회수하여 급탕 및 난방용으로 활용함으로서 효율을 배가 시킬 수 있다는 장점 또 쉽게 구할 수 있는 LPG, LNG를 연료로 한다는 점을 특징으로 한다. 본 연구는 1kW 가정용 연료전지를 직접 구동하고 모니터링 함으로써 발생되는 문제점과 열병합 발전 시스템에 대한 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10c
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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.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.04a
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• pp.371-375
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• 2011

전지는 고에너지 밀도 제품으로 화학에너지를 전환시켜 전기에너지를 운반하는 것이다. 본 실험에서는 리튬 이온전지의 열적 안정성의 위험을 평가하기 위하여 리튬이온 전해액을 Differential Scanning Calorimeter(DSC)와 modified cloed pressure vessel test(MCPVT)로 분석하였다. 실험 결과 리튬전지는 다른 전지보다 위험하며, 전지를 잘못 사용하면 열적 반응성은 연소성 물질인 전해질을 포함하고 이것이 열을 발생시켜 폭발하거나 화재가 발생할 수 있음을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.149-149
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• 2014

연료전지의 성능향상을 가속하기 위해서는 연료전지 작동조건에서의 화학 상태를 직접 해석한 연후에 반응 기구를 결정하고, 활성지배 인자, 열화지배 인자를 명확히 하는 것이 중요하다. X-선 흡수 미세구조(XAFS; X-ray Absorption Fine Structure) 해석은 연료전지 작동조건에서 촉매의 전자상태, 국소구조를 직접 관측 가능한 유효한 도구이다. 2015년 일본에서는 연로전지 자동차 판매를 눈앞에 두고 있다. 이에 연료전지 성능평가도 중요하다. 본고에서는 X-선 흡수 미세구조 해석의 원리에 관하여 해설한 후, X-선 흡수기법을 코어 셀 촉매의 영역 해석에 적용한 사례에 관하여 기술하였다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.7 no.1
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• pp.9-16
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• 2021

최근 유무기 하이브리드 전자소자의 발전과 더불어 스트레처블 태양광전지 기술이 개발되고 있다. 본 연구는 스트레처블 태양광전지에 대해 기술을 선도하는 국가나 기관을 파악하고 우리나라의 기술 수준은 어느 정도인지 분석하기 위하여, 특허 데이터를 기반으로 정량 분석을 수행하였다. 연구 결과, 스트레처블 태양광전지 기술은 전체 특허건수 1,747건 중에 48%를 차지하는 중국이 양적으로 우세한 것으로 나타났으며, 피인용도지수와 시장확보지수가 월등히 높은 미국이 질적으로 우수한 것으로 나타났다. 또한 상위 주요출원인 1~2위로 선정된 일본 국적의 화학물질 제조기업이 재료분야에서 기술을 선도하는 것으로 나타났다. 우리나라는 양적인 면과 질적인 면에서 모두 두각을 나타내지 못하고 있으며, 기업체의 참여도 저조하여 상업화 단계로 발전하지 못한 것으로 분석되었다. 단, 스트레처블 태양광전지 기술의 성장단계가 성숙기 단계로 진입하고 있고 기술 독점 여부가 낮은 것으로 나타났기 때문에, 선택과 집중을 통한 전략적인 연구개발 계획을 수립한다면 기회가 있다고 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.555-555
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• 2006