• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.569-575
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• 2020

최근, 화석연료 고갈과 온실 가스 배출에 대한 우려가 높아지면서 신·재생 에너지 기술에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 휴대용 전자기기 및 웨어러블 디바이스의 수요가 증가하고 IT기기들이 소형화되면서 배터리의 크기, 사용시간 등의 한계를 극복하기 위한 기술로 에너지 하베스팅이 있다. 본 논문에서는 열전소자의 V-I 특성곡선과 내부저항을 분석하고, 기존의 MPPT제어방식을 비교하였다. P&O제어방식은 열전소자의 전압, 전류를 측정하기 위한 센서 2개를 사용해야하기 때문에 경제적으로 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 출력전압 조절을 위한 센서1개만을 이용하여 MPP를 추적하는 새로운 MPPT제어방식을 제안한다. 제안하는 MPPT제어방식은 duty ratio와 부하의 출력전압의 관계를 이용하였으며, DC-DC Converter의 출력전압을 주기적으로 샘플링하여 duty ratio를 증가 또는 감소시켜 최적의 duty ratio를 찾아 MPP를 유지하도록 제어된다. DC-DC Converter는 Two-Switch 토폴로지인 Cascaded boost-Buck Converter를 이용하여 회로도를 설계하였다. 제안된 MPPT 제어방식은 PSIM 시뮬레이션을 이용한 모의실험을 통하여 검증하였고, 그 결과 열전소자의 V-I 특성곡선으로부터 얻어지는 MPP에서 전압×전류 및 전력값(V=4.2V, I=2.5A, P=10.5W)과 일치함을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.161-167
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• 1998

Ni/MH 2차전지의 음극용 금속간화합물전극의 부식특성에 미치는 합금원소와 결합제의 영향을 조사하였다. 전극의 재료는 $(LM)Ni_{4.49}Co_{0.1}Mn_{0.205}Al_{0.205}$와 $(LM)Ni_{3.6}Co_{0.7}Mn_{0.3}Al_{0.4}$의 $AB_5$ type합금을 모재로 하였다. 여기에 Si sealant 또는 PTFE를 결합제로 첨가한 것과 원재료 분말에 구리를 20% 무전해도금한 것을 냉간 압착하여 전극을 제조하였다. 부식특성을 조사하기위해 탈공기된 6M의 KOH 용액에서 동전위법과 순환전위법을 이용하여 부식전류와 전류밀도를 측정하였다. 모재에 Co가 많이 함유되면 전극의 내식성을 향상시키고 Ni이 많이 함유되면 충전과 방전을 반복하는 동안에 전극의 안정성을 저하시켰다. 부식전류밀도는 Si sealant를 결합제로 사용한 전극의 경우가 PTFE를 사용한 전극의 경우보다 낮았고 Cu가 도금된 전극은 내식성에서 가장 우수하게 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.123-133
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• 2023

이차전지 생산공정에서 발생한 폐수에는 리튬과 고농도의 황산염을 포함하고 있으며 최근에는 에너지 밀도가 높은 High Ni 계열의 전구체 수요가 급증하면서 니켈의 배출도 우려되는 상황이다. 리튬과 황산염의 경우 현재 수질오염물질 배출허용기준에 포함되어 있지 않으므로, 이들이 적절하게 처리되지 못하고 배출되었을 경우 향후 환경에 대한 부정적 영향이 클 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 물벼룩(Daphnia magna)과 발광박테리아(Aliivibrio fischeri)를 이용하여 이차전지 생산공정 배출수에 포함되어 배출될 수 있는 잠재오염물질인 리튬과 니켈 및 황산염의 생태독성을 평가하였다. 생태독성평가 결과, 물벼룩 24시간, 48시간 리튬 EC₅₀ 값은 18.2mg/L, 14.5mg/L, 니켈의 경우 7.2mg/L와 5.4mg/L, 황산염 EC₅₀ 값은 4,605.5mg/L, 4,345.0mg/L로 나타나, 물벼룩의 경우 물질 및 반응시간(24시간, 48시간)에 따른 생태독성 차이가 있음을 알 수 있었다. 리튬, 니켈, 황산염에 대한 물벼룩의 EC₅₀을 비교하면, 니켈의 24h 및 48h EC₅₀은 리튬에 비해 39.6-37.2%, 황산염에 비해서는 0.1-0.2% 수준으로 세 물질 중 가장 독성이 강한 것으로 나타났다. 그 차이는 노출시간과 상관없이 유사한 수준으로 나타났다. 반면, 황산염의 EC₅₀은 리튬과 니켈에 비해 각각 253.0-299.7%, 639.5-804.6% 수준으로 세물질 중 독성이 가장 약한 것으로 나타났다. 발광박테리아의 리튬에 대한 30분 EC₅₀ 값은 2,755.8mg/L, 니켈은 7.4mg/L, 황산염 EC₅₀ 값은 66,047.3mg/L로 니켈과는 달리 리튬과 황산염에 대한 물벼룩과 발광박테리아 생물 종별 민감도 차이도 있음을 확인하였다. 이차전지 배출수 관리를 위해 향후 이들 물질에 대한 복합 독성에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제11권2호
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• pp.115-119
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• 2008

본 논문은 니켈수소전지의 양극 재료인 수산화니켈의 단일 입자 및 코발트 금속산화물에 의해 표면처리 된 수산화니켈 단일 입자에 대해 각각 알카리 전해액 중의 LiOH 첨가 효과를 마이크로전극 측정시스템을 사용하여 평가하였다. 전위 주사법에 의해 실험한 결과, 수산화니켈 입자에 대한 산화환원 반응과 산소발생 반응에 대한 전기화학적 거동을 보다 명확히 확인 할 수 있었다. 특히, LiOH 첨가에 의해 관찰되는 특징적인 변화는 환원전류 피크가 매우 낮고 브로드하게 반응하는 것으로서, LiOH가 수산화니켈 입자의 격정 구조에 영향을 주어 전기화학적 반응특성에 관여함을 알 수 있다. 그러나 표면 개질 하지 않는 수산화니켈 입자에 LiOH를 첨가 할 경우 용량 및 사이클 특성이 동시에 저하하는 경향을 의였다. 그러나 코발트 금속 산화물로 표면 개질 한 수산화니켈 입자의 경우, LiOH 첨가에 의해 용량 및 싸이클 특성이 향상되는 현상이 관찰 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.108-109
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• 2012

This talk will begin with the demonstration of facile synthesis of silicon nanostructures using the magnesiothermic reduction on silica nanostructures prepared via self-assembly, which will be followed by the characterization results of their performance for energy storage. This talk will also report the fabrication and characterization of highly porous, stretchable, and conductive polymer nanocomposites embedded with carbon nanotubes (CNTs) for application in flexible lithium-ion batteries. It will be presented that the porous CNT-embedded PDMS nanocomposites are capable of good electrochemical performance with mechanical flexibility, suggesting these nanocomposites could be outstanding anode candidates for use in flexible lithium-ion batteries. Directed self-assembly (DSA) of block copolymers (BCPs) can generate uniform and periodic patterns within guiding templates, and has been one of the promising nanofabrication methodologies for resolving the resolution limit of optical lithography. BCP self-assembly processing is scalable and of low cost, and is well-suited for integration with existing semiconductor manufacturing techniques. This talk will introduce recent research results (of my research group) on the self-assembly of Si-containing block copolymers for the achievement of sub-10 nm resolution, fast pattern generation, transfer-printing capability onto nonplanar substrates, and device applications for nonvolatile memories. An extraordinarily facile nanofabrication approach that enables sub-10 nm resolutions through the synergic combination of nanotransfer printing (nTP) and DSA of block copolymers is also introduced. This simple printing method can be applied on oxides, metals, polymers, and non-planar substrates without pretreatments. This talk will also report the direct formation of ordered memristor nanostructures on metal and graphene electrodes by the self-assembly of Si-containing BCPs. This approach offers a practical pathway to fabricate high-density resistive memory devices without using high-cost lithography and pattern-transfer processes. Finally, this talk will present a novel approach that can relieve the power consumption issue of phase-change memories by incorporating a thin $SiO_x$ layer formed by BCP self-assembly, which locally blocks the contact between a heater electrode and a phase-change material and reduces the phase-change volume. The writing current decreases by 5 times (corresponding to a power reduction of 1/20) as the occupying area fraction of $SiO_x$ nanostructures varies.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.415-420
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• 2016

음극소재의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해, 인산의 화학처리를 통한 헤테로 원자를 도입함으로써 석탄계 피치의 표면 개질을 수행하였다. 제조된 표면 개질 피치 음극소재의 물리적 특성은 XRD, FE-SEM, XPS 분석을 통하여 수행되었으며, 전기화학적 특성은 $LiPF_6$ (EC : DMC = 1 : 1 vol% + VC 3 wt%) 전해액을 사용하여 충 방전 테스트, 율속 테스트, 순환 전압 전류 테스트와 임피던스 테스트를 통해 조사하였다. 인산 3 wt% 첨가된 표면 개질 피치 전지의 초기 충전 용량 및 초기효율은 489 mAh/g, 82%로 다른 조성의 음극소재보다 우수하였다. 또한 3 wt% 인산으로 표면개질된 CTP 음극소재의 용량 보존율은 30사이클 후에 86%를 나타냈으며, 2 C/0.1 C에서 87%의 우수한 율속 특성을 보여줌을 알 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권4호
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• pp.83-88
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• 2020

태양 에너지 기반 무선 센서 네트워크(SP-WSN) 환경에서는 주기적으로 배터리가 충전되므로 에너지 소모를 최소화하기보다는 수집된 에너지의 효율적인 사용이 중요하다. 한편, 잘 알려진 것처럼 SP-WSN을 포함하여 모든 센서 네트워크들은 사용되는 센서 노드의 특성상 성능이 제한적이므로 노드 간의 통신 신뢰도가 낮을 수밖에 없다. 본 논문에서는 위의 특성들을 고려하여 SP-WSN에서 신뢰성 있는 통신을 할 수 있는 향상된 순방향 에러정정 기법(FEC) 기법을 제안한다. 제안 기법은 우선 1) 에너지 모델링을 통해 노드가 기본 동작 외에 여분으로 사용할 수 있는 에너지양을 계산하고, 이 에너지를 최대한 활용할 수 있는 에러 복구용 패리티의 크기를 결정한다. 동시에 2) 링크 품질 모델링을 통해 현재의 데이터 통신환경에서 에러 복구에 필요한 최적의 패리티도 계산한다. 최종적으로 3) 이 두 가지 패리티의 크기를 동시에 고려함으로써 노드의 정전시간을 줄이면서, 데이터 신뢰성을 증가시킬 수 있는 패리티 크기를 결정할 수 있다. 싱크에서 수집되는 데이터양과 정전되는 노드 수를 다른 기법들과 비교함으로써 성능검증을 수행하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제41권6호
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• pp.412-424
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• 2015

Objectives: An ultra dry air environment of nearly ${\leq}2%$ RH is often required in lithium battery factories. The objective of this study is to evaluate the subjective eye, pulmonary, nose, and skin symptoms of workers exposed to ultra-low relative humidity and thionyl chloride. Methods: We recruited 274 workers using a self-reported questionnaire in March 2014. Those who worked in ultra-low relative humidity and with thionyl chloride were identified and their prevalence of symptoms was compared with that of other workers. We excluded white collar workers, researchers and other workers who were exposed to various hazard factors, and finally included 164 workers. Results: There were significant differences in the rate of self-reported eye and skin symptoms between exposure group_1 and exposure group_2. Exposure group_2 experienced more frequent eye, and skin symptoms. Multinomial logistic regression analysis for experience of dry eye symptoms and skin symptoms in exposure group_2 showed that dry eye symptoms (odds ratio [OR], 6.33, 95% confidence interval [CI], 2.19-18.24, p<0.001), and itchiness (OR, 6.45, 95% CI, 1.94-21.43, p<0.01) were the significant variables. The complaints of workers experiencing ultra-low relative humidity and thionyl chloride were high compared with other workers. Conclusion: These findings suggest that exposure to ultra-low relative humidity and thionyl chloride may be associated with more frequent eye and skin symptoms than exposure to ultra-low relative humidity alone. The current precautions to protect workers from the adverse effects of ultra-low relative humidity and thionyl chloride appear to be insufficient, indicating that additional management plans to reduce symptoms should be considered.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.433-441
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• 1999

본 논문에서는 기존 축전지를 대체하기 위한 초전도 플라이휠 에너지 저장시스템에 관해 연구 하였다. 전동/발전기, 베어링, 휠재료, 전력변환기등의 설계요소에 관해 기술하였으며 초고속의 회생 및 저장 모드에서 모터입력전류를 정현파로 제어하기 위한 전력변환기를 설계 제작하였다. 높은 보자력을 갖는 희토류 영구자석을 사용하여 계자를 구성하는 원통형 영구자석 동기전동기를 사용함으로써 고효율을 실현하고자 하였다. 기계적 베어링과 초전도 자기부상 베어링을 사용하는 시스템에 적용하여 운전하였으며 후자의 경우 약 10.000[rpm]에서 매우 안정된 회전 특성을 보였으며 전자의 경우 설계 특성을 만족하면서 7.000[rpm]에서 100[V]의 일정 직류전압으로 약 25초 동안 400[W]의 전력을 회생하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권5호
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• pp.28-35
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• 2006

본 논문은 회로 구성 블록으로 CMOS 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA)를 사용한 새로운 3.3-1 V 동기식 buck DC/DC 컨버터를 제안한다. PWM 회로의 오차 증폭기 OTA는 온도 안정성 향상을 위해 보상되었다. 보상된 OTA 트랜스컨덕턴스 이득의 온도 계수는 $0-100^{\circ}C$ 범위에서 $150\;ppm/^{\circ}C$ 이하이다. $0.35{\mu}m$ 표준 CMOS 공정으로 HSPICE 시뮬레이션을 수행한 결과는 40-125 mA의 부하 전류 범위에서 제안된 컨버터의 효율이 80% 이상임을 보여준다. 이러한 결과는 제안된 컨버터가 전지로 동작되는 시스템에 이용하기에 적당함을 보여준다.