• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.677-677
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• 2013

최근 석유에너지의 고갈과 휴대용 전자기기의 사용의 증가로 고효율의 배터리의 개발이 요구되고 있다. 생체칩에서 부터 전기자동차, 에너지 저장체까지 광범위한 산업군에 걸처 배터리의 개발이 되고 있어 시장규모의 계속적인 성장이 있을 것으로 전망하고 있다. 현재 상용되고 있는 음극 재료는 카본재료(이론 용량 372 mAh/g)이다. 이 카본재료의 특징은 값이 싸고, 표준 환원전위가 낮아 비교적 높은 전압을 낼 수 있다. 그러나 낮은 에너지밀도를 갖으므로 높은 에너지를 필요로 하는 차세대 산업군인 전기자동차 등에는 적합하지 않은 것으로 평가되고 있다. 그래서 더 높은 에너지 밀도를 갖는 다른 재료들에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 음극 재료로서 주석을 선택해서 연구를 하였다. 카본계열의 음극재료의 질량당 이론 에너지 밀도는 372 mAh/g임에 반해 주석같은 경우는 약 991 mAh/g 정도의 비교적 큰 이론용량을 갖고 있다. 하지만, 주석 등 금속, 혹은 금속 합금을 음극재료로 사용할 경우 많은 양의 리튬이 삽입/탈착되면서 약 300% 이상의 부피변화가 있게 된다. 그러한 과정에서 주석이 분쇄되어 떨어지거나 전자를 제공받는 집전체로부터 떨어지게 되고, 이 과정에서 심각한 에너지 밀도의 손실이 일어나게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 다음과 같은 구조들을 고안하여 도금 공정을 사용하여 음극재료를 제작하여 실험을 진행하게 되었다. 도금법은 대면적을 싼 가격으로 할 수 있으며 원하는 두께 및 모폴로지까지 쉽게 조절할 수 있다. 부피팽창에 의한 스트레스를 최소화하기 위해 도금법을 사용하여 나노구조를 만들어 그에 따른 전기화학적 특성 변화를 측정하였다. 다공성 필름인 AAO 디스크의 한 면에 구리를 sputtering 공정을 사용하여 0.5 um 두께의 seed layer 구리 박막을 형성하고 형성된 구리 박막 위에 도금공정을 이용하여 두껍게 구리를 증착함으로 구리 음극 집전체를 형성한다. 그 후 AAO 구조 안에 주석을 도금하면 AAO의 구조를 따라 주석 나노와이어가 형성이 된다. 마지막으로 NaOH로 AAO를 제거해주면 직경 200 nm, 길이 2 um 정도의 주석 나노와이어를 구리 집전체위에 만들 수 있었다. 배터리의 용량을 측정한 결과 안정한 싸이클 특성과 약 400 mAh/g의 에너지 밀도를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2736-2744
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• 2013

본 논문은 수직형 정수처리시설 내의 유량, 압력, 수위 및 수온 등의 데이터 취득과 무선 환경에서의 실시간 모니터링을 통해 스마트 정수장 구현의 기반을 마련하고자 한다. 현장 적용 전 2.45GHz 대역의 Zigbee 기반 센서노드 및 게이트웨이를 제작하여 검증하였다. 센서로부터 취득된 데이터는 데이터 처리장치로 전송되고, 처리된 데이터는 운영관리용 PC 뿐만 아니라 모바일에서도 모니터링 가능하도록 구현하였다. 또한, 전파환경 분석과 송수신 속도 분석 등의 적용성을 분석하였으며, 이를 통해 통신망 성능분석 및 모바일 기기를 활용한 원격 모니터링 감시체계를 구현함으로서 저비용, 고효율의 USN 기반 분산형 용수공급시스템을 구축하고자 한다.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.583-591
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• 2008

최근 휴대용 전자기기 수요의 급증에 따라 기존에 사용되던 2차 전지를 대체할 수 있는 친환경 고효율 연료전지 개발의 필요성이 증대되었다. 이러한 목적으로 개미산을 연료로 이용하는 직접 개미산 연료전지가 부각되고 있다. 식품첨가물로 사용될 정도의 안정성, 전해질을 통과하는 연료의 최소화된 crossover, 큰 기전력 발생에 의한 반응활성 최대화 등이 개미산이 가지고 있는 고유의 장점들이며, 이와 더불어 반응 촉매 및 전지 디자인을 최적화 하려는 노력에 의해 직접 개미산 연료전지의 성능 및 안정성이 향상되고 있다. 이러한 개발을 통해 현재까지 약 $300mW/cm^2$ 이상의 전력밀도를 나타내는 전지 개발이 이루어졌다. 본 총설에서는 개미산 연료전지의 기본 구동 원리와 전지 구조에 대한 소개 및 직접 개미산 연료전지 성능 향상에 영향을 미치는 인자들인 연료극 촉매 및 전해질 개발, 최적화된 전지 구조 디자인 등의 개발 현황 및 앞으로 나아갈 방향에 대해 논의하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.154-162
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• 2007

본 논문에서는 비시선각 오차에 크게 영향을 받는 지상파 기반 무선측위의 정확도 개선을 위하여 근래에 제안된 무선신호 지도정합법의 성능을 실험을 통하여 검증하였다. 무선신호 지도정합법은 지상파 무선 네트워크 으로부터 다량의 익명 이동기기들로부터 무선신호를 자동적으로 무작위 채집하여 확률 통계적으로 비시선각 오차의 크기를 추정하고 보정하는 새로운 방법론이다. 무선신호 지도정합법은 이동성 관리가 필요한 어떠한 형태의 이동통신 네트워크에 적용이 가능하며 측위를 위하여 특별한 사양의 이동국 단말기와 기준국의 사양을 별도로 요구하지 하지 않으므로 향후 다양한 개형으로 전개될 ubiquitous sensor network의 고효율 측위 수단으로 전개가 가능하다. 실재 도심환경에서 획득한 CDMA 신호에 대하여 무선신호 지도정합법을 적용한 결과 비시선각 오차의 영향을 감소시키며 측위성능의 향상이 현실적으로 가능함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1606-1612
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• 2015

본 논문에서는 스마트폰에 장착 가능하고 휴대가 가능한 고효율 NDIR $CO_2$ 센서 모듈을 개발하였다. 저전력 회로 설계를 위하여 텅스텐램프 대신에 적외선 LED를 사용하였으며, 센서 모듈에 최적화된 광도파로를 설계 및 제작하였다. 스마트폰과 인터페이스가 가능한 회로를 통하여 스마트폰의 전원으로 센서 모듈이 구동되도록 설계하였다. $CO_2$ 농도, 온도 및 습도 등 측정된 센서의 데이터는 스마트폰 앱을 통하여 화면에 표시하였다. 측정 결과, 개발된 센서 모듈은 온도$-10^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$ 구간에서 0 ~ 3,000ppm 범위의 $CO_2$ 농도를 측정할 수 있었으며 측정 오차는 ${\pm}60ppm$이내였다.

• 대한화학회지
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• 제48권3호
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• pp.273-282
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• 2004

기존 설비를 이용하여 최소한의 공정 비용으로 PACS의 특성에 버금가는 개선된 폴리염화알루미늄(IPAC)을 합성하는 기술을 확립하였다. IPAC을 합성하기 전 규산염을 활성화하는 조건을 연구하였고, 수산화알루미늄과 진한 염산을 원료로 하여 활성화된 규산염과 알긴산염을 첨가하여 IPAC을 제조하였다. 제품의 규격, 구조 및 응집특성을 규격시험법, 기기분석법 및 Jar test 장치로 각각 시험연구 하였다. 본 연구에서 합성한 IPAC은 산화 알루미늄 함량이 17%이상 되었으나 원액 보관 시 전혀 침전 생성이 없었으며, 동일 조건에서 PAC 보다 더 큰 floc을 생성하였고 침강속도도 빨랐다. 현재 이 제조기술을 현장에 적용시킨다면 제조설비의 재투자 없이 기존 설비를 이용하되, 추가 반응시약 비용은 기존 공정 상 첨가하는 망초를 넣지 않아도 되기 때문에 거의 원가상승 요인 없이 고효율 무기 고분자응집제를 합성할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권6호
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• pp.25-32
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• 2011

본 논문에서는 휴대기기를 위한 고효율 전류구동방식의 DC-DC 벅 변환기를 제안한다. 제안된 전류구동방식의 DC-DC 컨버터는 파워스위치의 전도손실을 최소화하는 적응형 사구간 제어기법을 적용하여 부하전류에 따라 효율을 2~5%이상 향상시킨다. 설계된 DC-DC 벅 변환기는 0.35${\mu}m$ CMOS공정을 이용하여 칩으로 제작 되었으며, 전체 칩의 크기는 0.97$mm^2$이다. 제작된 칩의 입력전압범위는 2.5V~3.3V이고, 출력전압은 1.8V이며 리플전압은 10mV이하로 나타내고 있다. 최대 500mA의 부하 전류에서 구동할 수 있도록 설계 하였고, 200mA에서 최대 93%의 전력효율을 나타내고 있다.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2017

다상 전동기는 기존의 3상 전동기와 비교하여 높은 신뢰성과 성능의 이점 때문에 고 신뢰성을 요하는 전장과 특수기기 분야에서 많은 관심을 갖고 있다. 본 연구에서는 다상 전동기들 중 5상 영구자석 동기 전동기를 이용하여 전동기 제어의 주요 변수인 자기 인덕턴스와 상호 인덕턴스를 수식을 통한 추정 방법을 다룬다. 최근 대부분의 고효율 구동 전동기들은 FOC(Field Orinted Control)와 DTC(Direct Torque Control) 제어를 이용하므로 전압 방정식에서 가장 중요한 인덕턴스를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 인덕턴스를 수식적으로 계산하기 위해서 본 연구에서는 WFT(Winding Function Theory)를 적용하였다. 계산된 인덕턴스의 결과 값의 타당성 유무를 확인하기 위하여 유한요소해석과 비교 하였으며 약 3%의 편차를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 WFT를 이용하여 계산된 인덕턴스를 FOC와 DTC 제어에 필요한 값인 d축과 q축 인덕턴스로 변환하는 과정을 소개한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1093-1100
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• 2018

웨어러블 기기에서 반도체의 소형화 및 저전력 기술이 빠르게 진행됨에 따라 다양한 초소형 형태의 응용서비스를 제공할 수 있게 되었다. 최근에는 태양열, 피에조, 마찰 등 다양한 에너지 하베스터를 이용해 저전력 반도체는 매우 낮은 전원으로도 동작할 수 있게 되었다. 웨어러블 상황에서의 대부분에 에너지 하베스팅은 비연속적(non-linear)으로 발전된다. 이에 따라 본 연구에서는, 3Hz의 낮은 주파수기반 디바이스 플랫폼을 제작하여 실험적으로 평가하였다. 본 연구는 비연속적 발전 환경을 고려해, 2단계의 저장환경과 사용된 에너지 발전소자의 맞춘 에너지 고효율 변환 플랫폼 설계하였다. 또한, 비연속적 에너지 수집 환경에서 안정적인 에너지를 저장 유지를 통해 약 4.67mW/min 발전하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권12B호
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• pp.1115-1123
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• 2003

본 논문에서는 기존외 무선 이동 회선망 및 전화 가입자 회선망을 사용한 정보통신기기에 적용하여 원격 제어를 할 수 있는 인터페이스 장치인 TeleRemote 시스템을 설계 및 구현한다. 제안된 방법은 신호 탐지 제어 이론에 기반을 둔 응용 프로그램으로, 컴퓨터에 TV 수신 카드를 장착하여 인터넷을 통한 고효율의 PC-EPG를 이용한 양방향성 방송을 통하여 MPEG-1 포맷의 TV 신호들을 코드화하여 실시간 재생 및 예약 녹화할 수 있는 우수한 성능을 가진다. 또한 통신망을 이용하여 원격 제어 프로그램으로 PC 전원을 ON/OFF한 수 있는 제어동작이 가능하다. PC-EPG 시스템은 서버/클라이언트 형태의 Web 프로그램으로 구현되며 EPG 기능을 제공하는 서버 시스템은 스케줄러에 의한 예약녹화 및 데이터 전송을 담당하며, 클라이언트 PC로의 데이터 저장은 TCP/IP을 통해 Visual C++/MFC 프로그램으로 구현된 클라이언트 프로그램에서 수신처리 된다. 구현된 시스템은 인트라넷을 구성하고 인터넷과 연결된 상업적 통신 시스템에 부합하여 안정성 및 신뢰성을 바탕으로 부가가치 창출이 가능한 시스템임을 확인할 수 있다.