• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.119-119
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• 2012

경질 Anodizing에 비해 플라즈마 전해산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)에 의해 생성된 알루미늄 피막의 내식성이 우수하다고 알려져 있다. PEO는 기존의 Anodizing 피막에 비해 내구성이 우수한 피막이기 때문에 일부 산업 분야에서 기존의 피막보다 PEO 피막을 선호하고 있다. 플라즈마 전해산화는 400V 이상 고전압하에서 Anode에 생성되는 스파크에 의한 산화반응을 이용하여 금속 표면에 산화 피막을 생성하는 공정이다. 전처리 과정을 거칠 필요가 없기 때문에 친환경적이며, 공정 과정도 복잡하지 않다. PEO의 여러 가지 특성(내전압, 플라즈마 부식성, 화학 부식성, 실시간 파티클)을 한국표준과학연구원이 보유한 장비들을 사용하여 분석하여, 기존의 Anodizing 피막과 비교 평가하였다. 이 실험 결과를 바탕으로 기존의 피막보다 우수한 특성을 가진 PEO 피막을 개발 진행 중에 있다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.433-437
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• 2013

Electrical discharge plasma created in a multi-channel porous ceramic membrane-supported catalyst was applied to the decomposition of a volatile organic compound (VOC). For the purpose of improving the oxidation capability, the ceramic membrane used as a low-pressure drop catalyst support was loaded with zinc oxide photocatalyst by the incipient wetness impregnation method. Alternating current-driven discharge plasma was created inside the porous ceramic membrane to produce reactive species such as radicals, ozone, ions and excited molecules available for the decomposition of VOC. As the voltage supplied to the reactor increased, the plasma discharge gradually propagated in the radial direction, creating an uniform plasma in the entire ceramic membrane above a certain voltage. Ethylene was used as a model VOC. The ethylene decomposition efficiency was examined with experimental variables such as the specific energy density, inlet ethylene concentration and zinc oxide loading. When compared at the identical energy density, the decomposition efficiency obtained with the zinc oxide-loaded ceramic membrane was substantially higher than that of the bare membrane case. Both nitrogen and oxygen played an important role in initiating the decomposition of ethylene. The rate of the decomposition is governed by the quantity of reactive species generated by the plasma, and a strong dependence of the decomposition efficiency on the initial concentration was observed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.60 no.2
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• pp.243-248
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• 2022

As the scope of use of portable and wearable electronic devices is expanding, the limitations of heavy and bulky solid-state batteries are being revealed. Given that, it is urgent to develop a small energy harvesting device that can partially share the role of a battery and the utilization of energy sources that are thrown away in daily life is becoming more important. Contact electrification, which generates electricity based on the coupling of the triboelectric effect and electrical induction when the two material surfaces are in contact and separated, can effectively harvest the physical and mechanical energy sources existing in the surrounding environment without going through a complicated intermediate process. Recently, the interest in the harvest and utilization of wind energy is growing since the wind is an infinitely ecofriendly energy source among the various environmental energy sources that exist in human surroundings. In this study, the optimization of the energy harvesting device for the effective harvest of wind energy based on the contact electrification was analyzed and then, the utilization strategy to maximize the utilization of the generated electricity was investigated. Natural wind based Fluttering TENG (NF-TENG) using fluttering film was developed, and design optimization was conducted. Moreover, the safe high voltage generation system was developed and a plan for application in the field requiring high voltage was proposed by highlighting the unique characteristics of TENG that generates low current and high voltage. In this respect, the result of this study demonstrates that a portable energy harvesting device based on the contact electrification shows great potential as a strategy to harvest wind energy thrown away in daily life and use it widely in fields requiring high voltage.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.8-11
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• 1996

전기투석은 역삼투압, 한외여과와 함께 가장 많이 이용되고 막공정 중의 하나이다. 전기투석은 다른 막공정과 같이 막의 선택성에 의한 분리조작이며 병렬식 배열에 의한 막의 이용이 가능하고 막오염 현상이 있으며 따라서 막-유체간의 접촉에 대한 제어가 필요하다. 전기투석은 운전목적에 따라 desalting electrodialysis(ED)와 water-splitting electrodiaiysis(WSED)로 구분할 수 있다. Desalting electrodialysis는 고전적 의미의 탈염을 위한 전기투석공정이며 WSED는 bipolar membrane을 이용하여 염을 산과 염기로 분리시키는 기능을 갖는 전기투석 공정을 말한다. WSED는 전기적으로 물을 분리한다는 의미로서 Electrohydrolysis로 불리기도 한다. WSED의 기본원리는 bipolar membrane의 양쪽면에서 수소이옹과 수산이온을 발생시켜 산 또는 염기용액으로 전달하고 bipolar membrane에 접하고 있는 양이온 또는 음이온 교환막에서는 각 용액의 전기적 중성을 유지하기 위해 대응하는 이온을 투과시키는 것이다. WSED는 염으로부터 산 염기제조 뿐만아니라 염의 형태로 생성되는 유기산, 아미노산 등 발효생성물의 회수 또는 acidification에 이용되고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.19 no.8
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• pp.94-101
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• 2005

The silent discharge type ozonizer with three electrodes(central electrode, internal electrode, and external electrode) and one discharge gap(discharge gap between internal electrode and external electrode) has been designed and manufactured. It is a silent discharge type ozonizer for which the AC high frequency voltages applied to the central electrode within vacuum discharge tube and the internal electrode for which the external electrode is a ground Ozone is generated by silent discharge in discharge gap. At the moment, discharge characteristics and ozone generation characteristics were investigated in accordance with vacuum of discharge tube, frequency of AC power source, discharge power of ozonizer, and quantity of supplied oxygen gas. In consequence, ozone characteristics proportional to vacuum of discharge tube and frequency of AC power source. The maximum value of ozone can be obtained 7,700[ppm], 460[mg/h] and 70[g/kwh].

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.484-484
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• 2013

기존 진단용 Digital X-ray Detector이 직접방식에서는 a-Se (Amorphous Selenium)이 대중화되었지만 고전압을 인가하여야한다는 점과 그로 인한 물질 자체의 Life time 감소 등 여러 단점들 때문에 기타 후보물질들로 HgI2, PbI2, PbO, CdTe, CdZnTe가 연구 되고 있다. 이러한 후보 물질들 중 본 연구에서는 PVD (Physical Vapor Deposition)방식을 이용하여 Polycrystalline CdTe 박막을 제작하고 특성 향상을 위해 유전물질을 Passive layer와 Protect layer로써 증착하였다. 또한 유전체층의 위치에 따른 특성 분석을 위해 제작된 박막은 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope), XRD (X-ray Diffraction)을 통해 구조적인 특성을 확인하였다. 그리고 입사되는 X-ray 선량에 의해 생성되는 전기적 특성을 분석하였다, 그 결과 박막의 Grain Size는 약 $5{\mu}M$이며 (111)방향의 주 peak를 띄는 Poly CdTe형태로 증착된 것을 확인하였다. 전기적인 신호 결과 Passive layer와 Protect layer를 증착한 박막 모두 Darkcurrent가 감소된 것을 확인하였다. 또한 Sensitivity 측정 결과 Passive layer를 삽입한 경우 신호 값이 감소하였으며 Protect layer를 삽입한 경우 신호 값의 변화가 일어나지 않았다. 그러므로 Protect layer를 등착한 박막의 경우 SNR이 현저히 높아지는 결과를 낳았다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.28-33
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• 2003

The piezoelectric transformer converters electrical energy into mechanical energy, It is high efficiency and small size transformer for high output voltage. The piezoelectric transformer operates the resonance frequency and the output voltage waveform is close to sine wave. Therefore, it is suitable for driving the LCD backlight in the notebook computer. In this paper, we discussed about the inverter which os driving piezoelectric transformer by generating sine wave through LC resonance after converting input DC voltage to the gate signal of FET. As the result of experiments, it was showed that the resonance frequency and voltage gain of the piezoelectric transformer was proportional to the load variation, and voltage gain was independent of the input voltage variation.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.10a
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• pp.997-999
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• 2012

Digital X-ray image detector is widely used for radiodiagnosis. Amorphous selenium has been received attention as one of the major material that confirmed photoconductor of direct methode detector. We analysis the photocurrent using 2-dimensional device simulator when blue-ray (${\lambda}=486nm$) is irradiated and high voltage is biased. We evaluate electron-hole generation rate, electron-hole recombination rate, and electron/hole distribution in the amorphous selenium. This simulation methode is helpful to the analysis of digital X-ray image detector. We expect that many applications will be developed in digital X-ray image detector using 2-dimensional device simulator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.508-508
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• 2011

스퍼터링을 이용한 박막 증착기술은 다양한 분야에 걸쳐 적용되어 왔으며, 스퍼터링 타겟 사용효율을 향상시키기 위해 마그네트론 구조 최적화 및 이온 소스 적용 스퍼터링 등의 기술이 연구되어 왔다. 또한 인듐과 같은 희토류 금속의 가격이 최근 상승함에 따라 고효율 스퍼터링기술의 필요성은 더욱 증대되었다. 본 연구에서는 고밀도 플라즈마 소스를 적용한 고효율 스퍼터링 공정을 개발하였다. 동공 음극방전에서 생성된 고밀도 플라즈마는 전자석 코일을 통해 형성된 자기장을 따라 스퍼터링 타겟 표면까지 수송되며, 음전위로 대전된 스퍼터링 타겟 표면에서는 가속되어 입사하는 이온에 의한 스퍼터링이 발생한다. 본 스퍼터링 공정 기술의 경우, 기존 마그네트론 스퍼터링 소스에서 나타나는 약 30%의 타겟 사용 효율을 뛰어넘는 약 80% 이상의 타겟 사용률을 보였다. 또한 고밀도 플라즈마 소스에서 공급되는 이온에 의한 스퍼터링 공정을 개발 함에 따라 스퍼터링 방전전압의 독립적 조절이 가능하다. 이에 따라 200 V 이하의 저전압 스퍼터링 공정을 통해 유연성 폴리머 기판 및 유기소자 상 저에너지 이온 증착이 가능하며, 1 kV 이상의 고전압 스퍼터링을 통해 추가적인 기판 전압 인가 없이 박막 치밀화 구현이 가능하다.