• 센서학회지
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• 제32권4호
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• pp.213-218
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• 2023

Triboelectric nanogenerators (TENGs) have emerged as a highly promising energy harvesting technology capable of harnessing mechanical energy from various environmental vibrations. Their versatility in material selection and efficient conversion of mechanical energy into electric energy make them particularly attractive. TENGs can serve as a valuable technology for self-powered sensor operation in preparation for the IoT era. Additionally, they demonstrate potential for diverse applications, including energy sources for implanted medical devices (IMDs), neural therapy, and wound healing. In this review, we summarize the potential use of this universally applicable triboelectric energy harvesting technology in the disinfection and blocking of pathogens. By integrating triboelectric energy harvesting technology into human clothing, masks, and other accessories, we propose the possibility of blocking pathogens, along with technologies for removing airborne or waterborne infectious agents. Through this, we suggest that triboelectric energy harvesting technology could be an efficient alternative to existing pathogen removal technologies in the future.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.47-47
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• 1999

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 추계학술발표회요약집
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• pp.110-110
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• 1998

• 한국HCI학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.13-21
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• 2014

줄넘기 운동은 간단하면서도 매우 효과적인 운동 효과를 갖고 있지만, 높은 강도의 단조로운 운동 패턴으로 인해 지속적으로 운동을 시행하기 어려운 단점이 있다. 한편 줄넘기를 할 때 수반되는 운동에너지로부터 전기에너지를 생성하는 자가발전이 가능하며, 이전 연구에서 자가발전이 가능한 에너지 자립형 줄넘기로써 그 가능성을 확인한 바 있다. 본 연구에서는 에너지 자립형 줄넘기의 내부에 자체 생산된 전력으로 구동되는 초소형 임베디드 시스템을 내장하여, 줄넘기 운동 중의 가속도를 측정하고 스마트폰으로 무선 전송하도록 하였다. 스마트폰에서는 전용 앱을 통해 전송받은 가속도 데이터로부터 사용자의 점프를 감지하여 음악 줄넘기를 접목한 게임 콘텐츠와 실시간 연동할 수 있도록 하였다. 개발된 스마트 줄넘기 프로토타입은 사용자 테스트를 통해 줄넘기 운동의 지속적인 동기부여 방법으로써 유용함을 확인 할 수 있었으며, 축적된 운동 데이터를 기반으로 사용자에게 체계적인 피드백을 제공함으로써 줄넘기 운동의 효과를 보다 높일 수 있을 것으로 기대한다. 아울러 건전지 교체가 불필요한 에너지 자립 특성은 비용 절감과 더불어 사용성과 지속가능성 향상에도 크게 기여할 수 있을 것이다.

• 센서학회지
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• 제25권5호
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• pp.371-376
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• 2016

A self-powered piezoelectric energy harvester was developed for the application in wireless sensor node. The energy harvester was evaluated with power generation characteristics for the wireless sensor node for structural diagnosis of the electric power system. The self-powered wireless sensor node was set to measure temperature, vibration frequency of the electric power system. A piezoelectric harvester composed of 7 uni-morph cantilevers (functionalized as 6 generators and 1 vibration sensor) was connected to be an array and revealed to produce significantly high output power of approximately 10 mW at 120 Hz under 3.4 g((1 g = $9.8m/sec^2$). The wireless sensor node could work as the electric power generated by the developed piezoelectric harvester.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.585-588
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• 2014

본 논문에서는 빛 에너지와 진동에너지 하베스팅을 이용한 자가발전 센서노드 회로를 제안한다. 솔라셀과 진동소자(PZT)에서 변환된 에너지는 저장 커패시터에 저장된다. 저장된 에너지는 PMU(Power Management Unit)를 통해 관리되고, 일정한 전압을 공급하기 위해 LDO(Low Drop Out Regulator)를 사용한다. LDO를 통해 공급된 안정된 전압으로 온도센서와 SAR ADC(Successive Approximate Register Analog-to-Digital Converter)를 구동시켜서 10bit 디지털 신호에 해당하는 온도정보를 출력한다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 회로의 칩 면적은 패드를 포함하여 $1.1mm{\times}0.95mm$ 이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.112-117
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• 2024

The Internet of Things (IoT) device is a key component for Industry 4.0, which is the network in homes, factories, buildings, and infrastructures to monitor and control the systems. To demonstrate the IoT network, batteries are widely utilized as power sources, and the batteries inevitably require repeated replacement due to their limited capacity. Magneto-mechano-electric (MME) generators are one of the candidate to develop self-powered IoT systems since MME generators can harvest electricity from stray alternating current (AC) magnetic fields arising from electric power cables. Herein, we report a magneto-mechano-triboelectric generator enabled by a ferromagnetic-ferroelectric composite. In the triboelectric nylon matrix, a ferromagnetic carbonyl iron powder (CIP) was introduced to induce magnetic force near the AC magnetic field for MME harvesting. Additionally, a ferroelectric ceramic powder was also added to the MME composite material to enhance the charge-trapping capability during triboelectric harvesting. The final ferromagnetic-ferroelectric composite-based MME triboelectric harvester can generate an open-circuit voltage and a short-circuit current of 110 V and 8 μA, respectively, which were enough to turn on a light emitting diode (LED) and charge a capacitor. These results verify the feasibility of the MME triboelectric generator for not only harvesting electricity from an AC magnetic field but also for various self-powered IoT applications.

• 센서학회지
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• 제25권4호
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• pp.264-270
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• 2016

Self-powered neutron detector (SPND) is a sensor to monitor a neutron flux proportional to a reactor power of the nuclear power plants. Since an SPND is usually installed in the reactor core and does not require additional outside power, it generates electrons itself from interaction between neutrons and a neutron-sensitive material called an emitter, such as rhodium and vanadium. This paper presents the simulations of the depletion sensitivity evaluations based on MCNP models of rhodium and vanadium SPNDs and light water reactor fuel assembly. The evaluations include the detail geometries of the detectors and fuel assembly, and the modeling of rhodium and vanadium emitter depletion using MCNP and ORIGEN-S codes, and the realistic energy spectrum of beta rays using BETA-S code. The results of the simulations show that the lifetime of an SPND can be prolonged by using vanadium SPND than rhodium SPND. Also, the methods presented here can be used to analyze a life-time of those SPNDs using various emitter materials.

• 전기화학회지
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• 제21권4호
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• pp.68-79
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• 2018

최근 늘어나는 배터리 수요를 대처하기 위하여 배터리를 대체하거나 배터리의 구동시간을 늘리기 위한 방법으로 제시되고 있는 에너지 발전소자와 에너지 저장소자의 융합연구는 에너지 관련 기술분야에서 가장 관심받고 있는 분야중 하나이다. 본 리뷰논문에서는 물리에너지 발전소자의 최근 연구동향과 함께 에너지 발전소자와 저장소자의 융합연구 동향을 소개하고자 한다. 먼저, 물리에너지를 전기에너지로 변환하는 압전 특성과 마찰대전 특성을 이용한 에너지 발전소자 관련 연구동향을 소개한다. 또한 압전/마찰대전 에너지 발전소자와 에너지 저장소자의 융합 연구동향을 소개한다. 특히 자가충전 에너지소자의 물리에너지를 전기화학적 에너지로 변환하는 새로운 접근방법을 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권4호
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• pp.255-262
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• 2016

철도차량의 안정성과 신뢰성을 위해 상시 자가진단 시스템의 필요성이 높아지고 있다. 통상적으로 이러한 모니터링 시스템에는 유선 센서가 쓰여 왔는데, 설치 장소의 제약이 적은 무선 센서의 활용과 유지보수의 문제를 위해서는 무선 센서의 전원 문제를 해결하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 고속으로 주행하는 차량 주변의 에너지를 활용하여 친환경적이면서 반영구적인 자가 발전의 방편으로 열전 발전의 적용성을 검토하였다. 차량의 주행 조건에 따라 열전 발전 모듈이 설치될 차축 베어링 커버의 온도 차이에 대한 측정이 먼저 이루어졌고, 여기에 상용 열전 소자 모듈을 장착하여 그 성능을 테스트 하였다. 주어진 조건에서 출력을 높이기 위해 부하 저항 및 열전 소자 전용 회로를 적용하여 효과를 분석한 결과, 저온부의 효과적인 냉각 및 열손실의 최소화를 통해 열전 발전을 통한 무선 센서 전원 공급이 가능할 것으로 판단된다.