• 전기화학회지
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• 제23권4호
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• pp.105-112
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• 2020

리튬이온 이차전지용 음극 활물질 중 전환반응을 거치는 전이금속 산화물은 높은 용량을 지니고 있으나, 아직 해결되어야 하는 여러 문제점을 지니고 있다. 본 연구에서는 새로운 음극 활물질로써 망간 피로인산화물(Mn₂P₂O₇) 및 니켈 피로인산화물(Ni₂P₂O₇)과 이를 포함하는 탄소 복합물질을 고상법으로 간단하게 합성하였다. 망간 피로인산화물 및 니켈 피로인산화물의 초기 가역용량은 각각 333 및 340 mAh g^-1의 용량을 나타내었으며, 탄소와 복합재료를 구성하면 각각 433 및 387 mAh g^-1로 가역용량이 증가하였을 뿐만 아니라 초기효율도 약 10% 정도 향상되었다. 망간 피로인산화물과 탄소와의 복합재료로 구성된 활물질이 가장 높은 초기용량과 효율을 지니며, 사이클 성능도 가장 우수하였다. 다중 음이온을 포함하는 망간 피로인산화물은 망간 산화물인 MnO와 비교하였을 때, 음이온의 질량이 크기 때문에 무게당 용량은 낮았지만, 전압곡선이 기울기를 지니는 형태를 나타내면서 충전(lithiation)전압은 0.51에서 0.57 V (vs. Li/Li⁺)로 높아지고, 방전(delithiation)전압은 1.15에서 1.01 V (vs. Li/Li⁺)로 낮아졌다. 따라서, 충전과 방전에서의 전압차이가 0.64 에서 0.44 V로 크게 감소하므로 전지의 전압효율이 개선되며, 방전과정에서 음극전위가 낮아지게 되어 완전지의 작동전압을 높일 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.598-605
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• 2011

본 연구의 주 목적은 다층 다단 다공성 시스템에 편극전하 방식을 부가하여 본 시스템의 집진특성을 실험적으로 해석하는데 있다. 본 시스템의 압력손실 및 집진효율 특성 해석을 위해 실험은 인가전압, 시스템 유입유속, 유입농도 및 stage 수 등의 실험적 변수들에 의해 수행된다. 실험결과, 기류유입 시 유입유속 $v_{in}$ = 3.11 m/s에서 단(stage) 수 변화($1{\rightarrow}5$단)에 따라 압력손실은 $18{\sim}134mmH_2O$를 나타낸다. 인가전압 0 kV 및 기류유입이 없을 때, 시스템 유입유속 $v_{in}$ = 2.58 m/s인 경우 5 stage에서 집진효율은 92.5% 인 데 비해, 동일 유속에서 플레이트 별 편극전하(alternating polarization charge-applied voltage 2.5 kV) 및 기류유입 시스템인 경우 5 stage 효율은 98.5%로 전자에 비해 6% 정도 매우 높은 효율 상승을 보인다.

• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.21-27
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• 2016

바나듐 레독스 흐름 전지는 황산 바탕용액 내 바나듐 이온을 함유하는 전해질을 활용하여 충전과 방전을 번갈아 운전하는 에너지 저장 장치 중 하나이다. 양극액엔 $V^{5+}$와 $V^{4+}$가 음극액엔 $V^{2+}$와 $V^{3+}$가 충전 또는 방전 모드에 따라 주로 존재하게 된다. 두 종류의 바나듐 용액이 혼액되는 것을 방지하기 위해 주로 수소이온교환막을 활용하여 전체 셀을 완성하게 된다. $V^{5+}$의 높은 산화력으로 현재 듀퐁사의 Nafion 117이 유력하나 바나듐 이온의 높은 크로스오버라는 단점을 극복해야 한다. 본 연구에서는 상기 단점을 극복할 뿐만 아니라 고가의 Nafion계 막의 가격을 저감하고 화학적 안정성을 지속적으로 유지하기 위해 다공성 폴리에틸렌 필름에 나피온 고분자를 함침하여 바나듐 레독스 흐름 전지용 복합막을 제조하였으며, 상용막인 Nafion 117과 성능을 비교 분석하였다. 복합막의 두께가 두꺼워질수록 함수율과 이온전도도가 증가 하였으나 Nafion 117에 비해 다소 낮은 성능을 확인하였으며, 바나듐 이온의 투과성은 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 충 방전 실험 결과, $190{\mu}m$ 두께의 나피온 복합막이 가장 좋은 성능을 보였으며, Nafion 117과 비교하여 전압효율은 낮아졌지만, 충 방전 효율이 높아져 전체적인 에너지 효율은 비슷하게 측정되었다. 또한 6.4% 중량비에 해당하는 지지체만큼의 과불소화 술폰산 고분자의 중량이 감소함에 따라 비용을 절감할 수 있었으며, 성능면에서는 바나듐 이온의 투과도를 낮추어 자가 방전 속도를 저하시키면서 충 방전 용량의 감소가 느려지는 것을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권1호
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• pp.92-100
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• 2016

VoLTE는 음성과 문자까지 IP 기반으로 서비스가 제공됨에 따라 기존 서킷방식의 2G/3G망 기반 음성서비스에 비해 기술 및 원가효율성이 높아 규모의 경제 효과가 클 뿐만 아니라, 음성과 데이터가 하나의 망으로 제공되기 때문에 범위의 경제 효과 또한 큰 것으로 알려져 있다. 이러한 기술적 효율성을 기초로 VoLTE 서비스가 기존 서킷방식의 음성서비스에 비해 원가적 측면에서 비용효율성이 얼마나 큰지 혹은 상대적으로 높은 원가효율성을 지니고 있는 VoLTE 서비스가 활성화될 경우 이에 따라 사업자들에게는 얼마만큼의 요금인하 여력을 제공할 수 있는지에 대한 연구는 전무한 상황이다. 본 논문에서는 기존 서킷방식의 음성서비스 대비 VoLTE 서비스의 상대적 원가효율성 규모를 분석하고, 이를 기초로 VoLTE 서비스 활성화 정도에 따른 음성서비스 요금 인하 여력이 얼마만큼 될 것인지를 계량적으로 분석하였다. 분석결과 첫째 음성통화량이 고정되어 있다는 가정하에 단기적으로는 VoLTE 서비스 제공을 위해 LTE망 구축 투자비 발생으로 인해 평균비용이 상승하나, VoLTE의 상대적 우수한 원가효율성에 따라 VoLTE 전환율이 높아질수록 음성서비스의 요금인하 여력이 발생되는 것으로 분석되었다. 둘째, 모든 음성통화량이 VoLTE로 전이될 경우 음성서비스 요금은 현재 요금 수준의 약 60%까지 인하될 여력이 존재하며, 이에 따라 데이터서비스 중심으로 과금하는 요금안의 정당성을 일부 확보할 수 있음을 증명하였다. 본 연구 결과를 통해 통신사업자에게는 요금전략 수립시 기초자료로 활용될 수 있으며, 정책적으로는 요금인하를 유도할 수 있는 정책자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.141-149
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• 2023

근래 들어 도심지 지하공간에 대한 수요가 증가함에 따라 도심지 터널계획이 활발히 진행되고 있다. 특히 로드헤더 굴착공법은 도심지 터널에 대한 적용성이 우수하여 적용사례가 증가하고 있다. 그러나 로드헤더 굴착공법은 일축압축강도 100 MPa 이상인 고강도 암반구간에 대한 굴착효율이 저하되는 한계가 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 본 연구에서는 고강도 암반구간에 대한 로드헤더 굴착효율 개선방안으로 선균열공법을 제안하고 적용성을 평가하였다. 이를 위해 일축압축강도와 RQD를 함께 고려하여 순굴착속도를 산정할 수 있는 Bilgin 예측식을 활용하여 순굴착속도를 평가하였다. 동일한 일축압축강도인 암반조건에서 RQD가 감소할수록 순굴착속도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고강도 암반에서 절리가 증가할수록 로드헤더 굴착효율이 증가하는 것으로 판단된다. 또한 현장시험을 통해 고강도 암반구간에 대한 선균열공법의 현장 적용성을 검증하였다. 균열유도공을 중심으로 균열대가 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 고강도 암반구간에 선균열공법 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.29-34
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• 2017

제로에너지빌딩의 요소는 크게 액티브 요소와 패시브 요소 두 가지로 나뉘며, 패시브 요소의 경우 단열, 창호, 차양, 외부분 등 건물의 단열, 열교 성능 등을 나타내는 요소들을 지칭하며, 액티브 요소의 경우는 에너지생산량 및 효율 계수 등을 나타내는 요소이다. 액티브 요소의 에너지생산량은 일반적으로 신재생에너지 발전을 통해 이루어진다. 본 연구에서는 신재생에너지 발전이 아닌 V2B(Vehicle to Building)라는 전기차의 양방향 충방전 기술이 제로에너지빌딩에 액티브 요소로 적용될 경우 어느 정도의 영향을 미칠지에 대해 예측하였다. 신재생발전의 경우 지리, 기후환경에 따라 발전량이 예측될 수 있지만 V2B의 경우 전기차 이용자의 방전의사, 가용 충전기의 대수 등 여러 가지 입력변수를 고려하여 예측하여야 한다. 예측한 결과에 따라 V2B가 제로에너지빌딩의 액티브 요소에 얼마나 기여할 수 있는지 확인 할 수 있으며, 해당 예측은 통계자료가 부족한 실정이기에 확률적 방법을 이용하여 예측해야한다. 본 연구에서는 해당 확률적 방법 중 몬테카를로 방법을 이용하여 DR(Demand Response)발령 시간대를 기준으로 충방전 패턴의 변화를 예측하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.883-891
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• 2013

스마트폰 무선 충전 시나리오에서는 송신 패드에 비해 수신 패드의 크기가 작으므로 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력을 부하에 공급하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 송신 패드와 수신 패드의 크기가 각각 $16cm{\times}18cm$와 $6cm{\times}8cm$의 직사각형 구조를 갖는 경우, 무선 전력 전송 송신부에 위치한 E급 증폭기의 Drain 바이어스 전압만을 조정하여 수신 패드의 위치에 상관없이 일정한 전력이 부하에 공급되는 방식을 제안하였다. 설계된 LF-대역 무선 전력 시스템의 구성은 PWM IC인 TL494로 제어되는 Buck converter 구조의 전원 회로, 저가의 IRF510 power MOSFET을 이용한 E급 증폭기, 송신 패드 및 수신 패드, 그리고 Schottky 다이오드를 이용한 풀 브릿지 정류기로 구성된다. 제작된 무선 전력 전송 시스템은 바이어스 조정을 하지 않는 경우 240 kHz에서 최대 4 W 출력과 67 % 이상의 시스템 효율을 가지며, 바이어스 조정을 하는 경우에는 수신 패드의 위치에 상관없이 수신 전력을 2 W로 일정하게 유지할 수 있다.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2017

플라이휠 에너지 저장 장치(Flywheel Energy Storage System, FESS)은 회전 운동 에너지를 저장하는 플라이휠 부분과 저장된 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전동기/발전기 부분으로 구성된다. 일반적으로 플라이휠의 회전축은 전동기 및 발전기의 회전축과 동축 일체형으로 연결되고, 이때 전동기 및 발전기의 전자기 토크특성에 따른 동특성 변화는 전체 플라이휠 에너지 저장 장치의 충방전 특성과 기계적인 출력에 영향을 미친다. 본 논문에서는 5[kWh] 급 플라이휠 에너지 저장 장치 용 3상 유도전동기의 설계방법과 회전자 슬롯 수 변화에 따른 토크리플 특성과 고조파 영향을 중점적으로 분석하였다. 먼저, 플라이휠 에너지 저장 장치의 용량과 관성 모멘트에 의한 회전운동에너지의 관계식으로부터 플라이휠 크기와 전동기의 회전자 크기를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한 플라이휠 에너지 저장 장치의 회전축의 고속구동 조건을 반영하여, 고속운전 영역에서의 전동기 토크리플 저감을 위한 유도전동기 회전자 슬롯수를 선정하였다. 이로부터 본 논문에서는 전동기 회전축과 동축으로 구성된 플라이휠의 소음 진동을 줄이고 고효율 충방전 특성을 구현하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 순환방식의 1000 CMH급 전기집진장치 성능평가 시스템 구축하여, 대용량 순산소 연소 장치 없이 순산소 연소가스 모사 조건(고농도 $CO_2$ 조건)에서 엣지-평판형 전기집진장치를 방전극 형상, 집진판 간격, 유입속도, 가스조성 및 분진 입경에 따라 성능을 평가하였다. $CO_2$ 70% 조건에서 3 종 방전극에 대해 성능 비교를 한 결과, 방전극 편 면적이 넓은 방전극이 상대적으로 높은 포집효율을 나타내었다. 또한 유입속도가 감소할수록, 분진 입경이 증가할수록, 집진판 간격이 좁을수록 분진 집진 효율이 증가하였으나, $CO_2$ 농도가 증가할수록 효율이 감소하였다. 그러므로 $CO_2$ 농도가 높을 것으로 예상되는 순산소 연소 등 배기가스 조건에 적용되는 전기집진장치를 설계할 경우, 기존과 동일한 단위 가스 체적 당 코로나 전력 조건에서 집진장치 내부 유속을 줄이거나 집진판 간격을 좁히는 설계변화가 요구되며, 방전극의 경우 방전편 면적이 넓으면서 코로나 전류가 높은 방전극이 적용되야 할 것으로 판단된다.