• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.30-37
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• 2024

전 세계적인 물 부족을 해결하기 위한 유망한 방법으로 수착제를 이용하여 공기 중에서 물을 수확하는 기술은 수자원이 부족한 지역에서 식수를 전달할 수 있는 큰 잠재력을 보여주고 있음. 본 총설에서는 대기 중 물을 수확하기 위한 수착제로 금속유기골격구조(MOF)를 사용하는 최근 연구에 대해 소개함. 제올라이트나 실리카 기반 물질과 같은 다른 수착제 물질에 비해, MOF는 상대습도 10% 부근에서 물 수착 곡선의 변곡점을 보이는 특성 덕분에 건조한 사막지역에서 물을 수확하기에 적합한 특성을 가지고 있음. 이러한 특성으로 말미암아 최근 MOF를 이용하여 물을 수확할 수 있는 실용적인 물 수확 장치를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있음. 이 기술은 전 세계 어느 곳에서나 지리 환경적 영향을 받지 않고 대기 중의 물에 접근할 수 있기 때문에, 미래 지속가능한 수자원 확보 기술 측면에서 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대됨.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.263-263
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• 2007

In the future, self-contained sensors and processing units will need on-board, renewable power supplies to be truly autonomous. One way of supplying such power is through energy harvesting, processes by which ambient forms of energy are converted into electricity. One energy harvesting technique involves converting kinetic energy, in the form of vibrations, into electrical energy through the use of piezoelectric materials. Researchers are currently investigating how piezoelectric materials can be used to harvest power. This study examines the use of auxiliary structures, consisting of a mechanical fixture and a lead zirconate/lead titanate (PZT) piezoelectric element, which can be attached to any boundary conditions vibrating beam of the any boundary conditions. Adjusting various boundary conditions of these structures can maximize the strain induced in the attached PZT element and improve power output.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제8권1호
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• pp.6-11
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• 2008

Advances in low power design open the possibility to harvest energy from the environment to power electronic circuits. Electrical energy can be harvested from piezoelectric transducer. Piezoelectric materials can be used as mechanisms to transfer mechanical energy usually vibrating system into electrical energy that can be stored and used to power other devices. Micro- to milli-watts power can be generated from vibrating system. We developed definitive and analytical models to predict the power generated from a cantilever beam attached with piezoelectric transducer. Analytical models are pin-force method, enhanced pin-force method and Euler-Bernoulli method. Harmonic oscillations and random noise will be the two different forcing functions used to drive each system. It has been selected the best model for generating electric power based upon the analytical results obtained.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.867-872
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• 2010

자연계에 존재하지만 사용되지 못 하고 버려지는 에너지를 효과적으로 채집하여 배터리를 충전하거나 전기 장치에 전기 에너지를 공급하는 에너지 하베스팅에 대한 연구를 수행하였다. 압전재료는 물체의 움직임이나 진동으로부터 에너지를 채집하는 주요한 재료로 널리 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 PZT 압전 특성을 개량하고자 압전-복합재료 발전소자(Piezo-Composite Generating Element, 이하 PCGE)를 도입하여 성능 예측모델을 제안하고 이를 실험적으로 검증하였다. PCGE는 탄소/에폭시, PZT, 유리/에폭시 층으로 구성된다. 제작 과정에서 적층된 PCGE는 오토클레이브 안에서 $177^{\circ}C$의 온도에서 성형되는데, 이때 PCGE 내부에 초기잔류응력이 발생하게 되어 압전재료의 성능이 변화하게 된다. 세 종류의 PCGE를 제작한 후 에너지 채집 실험을 수행하여 제안된 성능 예측모델의 타당성과 기계적 진동을 전기적 에너지로 변환되는 성능을 검증하였다. 실험 결과 이론적인 성능 예측모델이 실험 결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 식물병연구
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• 제14권3호
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• pp.205-209
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• 2008

배 만수 품종에서 발생되는 수확 후 과피 갈변 발생원인을 구명하기 위해 2년간 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 배 만수 품종의 과피 갈변은 수확 후 선과시 발생되는 미세한 물리적 상처 부위에서 갈변이 발생되었다. 따라서 과피에 인위적 상처를 낸 후 품종간 과피 갈변 정도를 비교한 결과 신고 품종에 비해 만수 품종이 과피 갈변 발생정도가 심하여 품종간 차이를 나타내었다. 또한 만수 품종은 신고 품종에 비해 과피 조직이 얇았으며, 과피내황산화능이 높고 함량이 많을수록 과피 갈변 발생이 적었다. 결과적으로 만수 품종의 과피 갈변은 수확후 선과주에 발생하는 물리적인 미세상처 발생을 억제하기 위해 수확 후 봉지를 씌운채 선과하면 과피의 상처 발생감소로 갈변 발생이 현저히 억제되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제21권2호
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• pp.67-74
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• 2001

본 시험은 봄철 속정건조에 의한 건조효과와 건초품질을 구명하여 양질의 건초를 조제코자, 알팔파(Vernal)과 연맥(Swan)을 공시하여 건조방법(건조제, conditioning, 대구조)을 달리하여 1997년 봄 수원 축산기술연구소에서 수행되었다. 수확시기는 6월 3일로 얄팔파는 개화초기, 연액은 춤수기였으며, 화학제인 건조제는 $KCO_2$ 2%를 수확직선 처리 하였고, 물리적인 conditioning은 모델 GMR 2800 trail-type mower conditioner를 사용하였다. 포장건조후 각형 곤포를 조제하였으며, 건조의 외관평가와 사료가치는 2개월간 보관저장후 분석.평가하였고, 시기별 식물체의 수분 함량은 포장상태에서 양파망을 이용 조사하였다. 건조방법별 건조속도는 conditioning구에서 우수 하였고, 전반적으로 건조제 처리효과는 낮았다. conditioning 처리시 건초조제 가능일수는 3일 정도로 건조제 처리구나 대조구에 비해 1일 이상 포장 건조기간 단축효과가 있었다. 건초의 건물손실은 알팔파와 연맥 모두 conditioning구에서 적었으며. 달관평가에서도 conditioning구에서 가장 우수하였다. 건초의 화학성분 평가에서 사료가치는 수확당시에 비해 크게 낮았는데, 이는 건조기간중 강우(7.8mm)와 저장기간중 가용성 당류의 손실에 의한 것으로 추정되며 대조구에 비해 conditioning구에서 ADF와 NDF 함량이 다소 낮고 건물소화율은 약간 높은 경향을 보였다. 이상의 결과로서 알팔파와 본 연맥의 건초조제 시 포장 건조기간 단축과 품질향상을 위해서는 mower condition$\varepsilon$r 사용이 가장 바람직하였으며, 건조제 처리효과는 없었고, 전반적으로 알팔파 건초의 품질이 본 연맥에 비해 우수하였다.

• 센서학회지
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• 제17권4호
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• pp.267-272
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• 2008

Energy harvesting from the vibration through the piezoelectric effect has been studied for powering the small wireless sensor nodes. As piezoelectric uni-morph cantilever structure can transfer low vibration to large displacement, this structure was commonly deployed to harvest electric energy from vibrations. Through our previous results, when stress was applied on the cantilever, stress was concentrated on the certain point of the ceramic of the cantilever. In this study, for miniaturing the energy harvester, we investigated how the size of ceramics and the stress distribution in ceramic affects energy harvester characteristics. Even though the area of ceramic was 28.6 % decreased from $10{\times}35{\times}0.5mm^3$ to $10{\times}25{\times}0.5mm^3$, both samples showed almost same maximum power of 0.45 mW and the electro-mechanical coupling factor ($K_{31}$) of 14 % as well. This result indicated that should be preferentially considered to generate high power with small size energy harvester.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권6호
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• pp.425-433
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• 2009

The developed final shattering machine for labor-saving mechanization of shattering of sesame consisted of input part, shattering part, re-shattering part for unshattered pod and pneumatic sorter. The bundle of sesame was held as upside down and fed into the machine continuously. Then, the fed bundle of sesame was shattered by side shock and agitation. The performance of shattering for the sun dried bundle of sesame of conventional manual work and final shattering machine was compared. Since the shattering ratio measured by the final machine was 97.2% at the first operation, in case of fully dried sesame by drying stand, the harvest of sesame can be completed by only one time shattering operation. The work hour per area of 10 a for the mechanical work and the manual work were 0.3 hour and 13.9 hour, respectively. The total shattering ratio of the final machine with vertical feedings of bundle of sesames was 97.2%.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권4호
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• pp.501-515
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• 2014

This paper presents a linear computational homogenization framework to evaluate the effective (or generalized) electromechanical coupling coefficient (EMCC) of adaptive structures with piezoelectric structural fiber (PSF) composite elements. The PSF consists of a silicon carbide (SiC) or carbon core fiber as reinforcement to a fragile piezo-ceramic shell. For the micro-scale analysis, a micromechanics model based on the variational asymptotic method for unit cell homogenization (VAMUCH) is used to evaluate the overall electromechanical properties of the PSF composites. At the macro-scale, a finite element (FE) analysis with the commercial FE code ABAQUS is performed to evaluate the effective EMCC for structures with the PSF composite patches. The EMCC is postprocessed from free-vibrations analysis under short-circuit (SC) and open-circuit (OC) electrodes of the patches. This linear two-scale computational framework may be useful for the optimal design of active structure multi-functional composites which can be used for multi-functional applications such as structural health monitoring, power harvest, vibration sensing and control, damping, and shape control through anisotropic actuation.

• 세라미스트
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• 제22권2호
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• pp.122-132
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• 2019

Wearable electronic devices with batteries must be lightweight, flexible and highly durable. Most importantly, the battery should be able to self-generate to operate the devices without having to be too frequently charged externally. An eco-friendly energy harvesting technology from various sources, such as solar energy, electromagnetic energy and wind energy, has been developed for a self-charging flexible battery. Although the energy harvesting from such sources are often unstable according to the surrounding environment, the energy harvesting from body movements and vibrations has been less affected by the surrounding environment. In this regard, flexible piezoelectric modules are the most attractive solution for this issue, because they convert mechanical energy to electrical energy and harvest energy from the human body motions. Among the various flexible piezoelectric modules, piezoelectric nanofibers have advantages when used as an energy harvester in wearable devices, due to their simple manufacturing process with good applicability to polymers and ceramics. This review focused on diverse flexible piezoelectric nanofibers and discusses their applications as various energy harvesting systems.