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ESS 잔존수명 추정 모델 경량화 연구 (Lightweight Model for Energy Storage System Remaining Useful Lifetime Estimation)

  • 유정운;박성원;손성용
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.436-442
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    • 2020
  • ESS(energy storage system)는 재생에너지 자원의 증가 등의 영향에 따라 최근 다양한 분야에서 중요한 전력원으로 자리 잡고 있다. ESS는 사용에 따라 가용 용량이 지속적으로 감소하므로 잔존수명을 관리하는 것이 중요하다. 잔존수명의 추정을 위하여 주기적으로 점검자가 확인하는 방식이 사용될 수도 있으나, 관리시스템을 통하여 자동으로 모니터링되고 관리되는 것이 일반적이다. ESS 사업자 관점에서 정확도 높은 상태추정은 경제적, 효율적 운용을 위하여 중요하다. 잔존수명추정 모델은 운영에 따른 사이클 노후화와 기간 경과에 따른 캘린더 노후화를 고려하여 구성되며 복잡한 수학적 연산을 필요로 한다. ESS에 탑재되는 저비용 저성능의 프로세서에 잔존수명 추정모델의 적용을 위해서는 모델의 적절한 경량화 방안이 요구된다. 본 논문에서는 낮은 수준의 프로세서에서 연산이 용이하도록 ESS 잔존수명예측 모델을 경량화하였다. 시뮬레이션 평가 결과 ESS 잔존수명 추정 기준모델과 제안하는 모델간 오차는 1% 이내로 나타났다. 또한, 제안된 모델의 성능개선 효과 검증을 위하여 ATmega328을 기반으로 비교 평가를 수행하였을 때, 76.8~78.3%의 컴퓨팅 시간 단축을 확인하였다.

$Pb(Zr,Ti)O_3$ 강유전체 커패시터에 적용하기 위한 $SrRuO_3$ 버퍼 층의 특성 평가 (Evaluation of $SrRuO_3$ Buffer Layer for $Pb(Zr,Ti)O_3$ Ferroelectric Capacitor)

  • 권순용;최지혜;손영진;홍석경;류성림
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.280-280
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    • 2007
  • $Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) 강유전체 박막은 높은 잔류 분극 (remanent polarization) 특성 때문에 현재 강유전체 메모리 (FeRAM) 소자에 적용하기 위하여 가장 활발히 연구되고 있다. 그런데 PZT 물질은 피로 (fatigue) 및 임프린트 (imprint) 등의 장시간 신뢰성 (long-term reliability) 특성이 취약한 단점을 가지고 있다. 이러한 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 효과적인 방법 중의 하나는 $IrO_2$, $SrRuO_3$(SRO) 등의 산화물 전극을 사용하는 것이다. 많은 산화물 전극 중에서 SRO는 PZT와 비슷한 pseudo-perovskite 결정구조를 갖고 격자 상수도 비슷하여, PZT 커패시터의 강유전 특성 및 신뢰성을 향상시키는데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 PZT 커패시터에 적용하기 위하여 SRO 박막을 증착하고 이의 전기적 특성 및 미세구조를 분석하고자 하였다. 또 실제로 SRO 박막을 상부전극과 PZT 사이의 버퍼 층 (buffer layer)으로 적용한 경우의 커패시터 특성도 평가하였다. 먼저 다결정 SRO 박막을 $SiO_2$/Si 기판 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 법 (DC magnetron sputtering method)으로 증착하였다. 그 다음 이러한 SRO 박막의 미세구조, 결정성 및 전기적 특성이 증착 조건들의 변화에 따라서 어떤 경향성을 보이는지를 평가하였다. 기판 온도는 $350\;{\sim}\;650^{\circ}C$ 범위에서 변화시켰고, 증착 파워는 500 ~ 800 W 범위에서 변화시켰다. 또 Ar+$O_2$ 혼합 가스에서 산소의 혼합 비율을 20 ~ 50% 범위에서 변화시켰다. 이러한 실험 결과 SRO 박막의 전기적 특성 및 미세 구조는 기판의 증착 온도에 따라서 가장 민감하게 변함을 관찰할 수 있었다. 다른 증착 조건과 무관하게 $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 증착된 SRO 박막은 모두 주상정 구조 (columnar structure)를 형성하며 (110) 방향성을 강하게 나타내었다. 가장 낮은 전기 저항은 $550^{\circ}C$ 증착 온도에서 얻을 수 있었는데, 그 값은 약 $440\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ 이었다. SRO 버퍼 충을 적용하여 제작한 PZT 커패시터의 잔류 분극 (Pr) 값은 약 $30\;{\mu}C/cm^2$ 정도로 매우 높은 값을 나타내었고, 피로 손실 (fatigue loss)도 $1{\times}10^{11}$ 스위칭 사이클 후에 약 11% 정도로 매우 양호한 값을 나타내었다.

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Kroll법에 의한 타이타늄의 제조기술 (Production Technology of Titanium by Kroll Process)

  • 손호상
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권4호
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    • pp.3-14
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    • 2020
  • 현재 타이타늄 스펀지는 Kroll법에 의해 만들어지고 있다. 타이타늄의 새로운 제련법과 리사이클링 기술의 중요성을 이해하기 위해서는 기존의 타이타늄 제조기술에 대한 검토가 필요하므로 본 논문에서는 기존의 Kroll법을 중심으로 한 타이타늄 제조기술에 대해 고찰하였다. Kroll법은 아래와 같이 크게 네 가지 공정으로 구분할 수 있다. (1) 유동 염화법이나 용융염 염화법에 의한 TiO2의 염화 공정 (2) 반응기 결합방법에 따른 역U자형이나 I자형을 이용한 TiCl4의 Mg에 의한 환원과 Mg와 MgCl2의 증류 (3) 단극형이나 복극형 전해조에 의한 반응 부산물인 MgCl2의 전해와 Mg과 Cl2의 생성 (4) 스펀지 타이타늄의 분쇄와 VAR이나 EBM에 의한 용해 및 잉곳 제조 지난 80년 동안 제련공정이 많이 개선되었지만, Kroll법은 TiCl4의 환원과 MgCl2의 분리를 위한 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 회분식 조업이라는 문제점을 가지고 있다.

옥수수 부산물을 이용한 주름 개선 기능성 소재 활용 가능성 연구 (Research on the Possibility of Using Wrinkle-improving Functional Materials from Corn By-products)

  • 김혜진;최우석;이준섭;김자영;김무한;이창현
    • 대한화장품학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.107-116
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    • 2023
  • 본 연구에서는 활용되지 못하고 폐기 되는 옥수수 부산물을 이용하여 주름 개선 기능성 소재로의 활용 가능성을 탐색하는 것을 목적으로, 초당 및 찰옥수수 10 개 품종에 대해 부위별 유효성분 탐색 및 정량분석을 통하여 업사이클링(upcycling) 소재로의 활용성을 제시하고자 하였다. 초당 및 대학찰옥수수의 부위별(알곡, 속대, 포엽, 수염) 추출물의 콜라겐 생성량 측정으로 주름 개선 효능평가 결과, 속대가 100 ㎍/mL의 농도에서 각각 176.5, 140.0%로 우수한 활성을 나타내었다. 속대에서 LC-MS/MS 정성분석으로 18 개 성분이 검색되었으며, 이 중 N,N'-diferuloylputrescine (DFP)을 유효성분으로 하여 품종 및 부위별 정량분석을 하였다. 그 결과, 속대 및 알곡에서만 DFP가 확인되었으며, 속대에서는 초당옥수수의 골드슈가(39.6 ㎍/g), 찰옥수수의 대학찰(38.4 ㎍/g) 품종에서 가장 높게 검출되었다. 속대는 알곡을 탈립 후 남은 부산물로써 콜라겐 생성 촉진 소재로서 부가가치를 새롭게 창출할 수 있을 것으로 기대되며, 본 연구를 통해 버려지는 속대의 주름 개선 기능성 소재로의 활용 가능성을 제시하고자 한다.

용융 Fe 중 천연방사성핵종 Pb의 금속/슬래그/가스상으로의 분배거동 (Distribution Behavior of Natural Radionuclide Pb in Molten Fe to Metal/Slag/Gas Phase)

  • 이소영;김현수;이종현;손호상
    • 자원리싸이클링
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    • 제33권2호
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    • pp.54-61
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    • 2024
  • 천연방사성핵종의 붕괴에 의해 생성된 Pb에 의해 오염된 철강을 재용해하면 Pb는 금속, 슬래그, 기상으로 분배된다. 본 연구에서는 Fe 중에 5 wt%의 안정한 Pb를 첨가하고 CaO-SiO2-Al2O3-MgO계 슬래그와 함께 용융시켜 Pb의 금속/슬래그/가스상으로의 분배 거동을 조사하였다. 슬래그 염기도((wt%CaO)/(wt%SiO2))가 증가함에 따라 Fe 중 Pb 용해도는 약간 증가하는 경향을 나타내었으며, 슬래그 중 Pb는 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 염기도 증가에 따라 Pb의 슬래그/금속 사이의 분배비는 감소하는 경향을 나타내었다. 열역학적 계산 결과 슬래그 중 PbO의 활동도계수와 무관하게 Pb의 슬래그/Fe상 중 분배비는 매우 낮은 값으로 실험 결과와 유사한 수준을 나타내었다. Fe-Pb 중 Pb의 계산 증발속도가 Fe의 약 22배에 달하여 Pb의 대부분이 기상으로 증발되었다.

제품디자인에 있어서 자발적 행위로의 유저제스처 -사용자의 긍정적 제품변형행위에 관한 제스처를 중심으로- (User Gestures as a Voluntary Action in Products Design - Focused on a Gesture Discovered in User Positive Action to Transform Products)

  • 진선태;우흥룡
    • 디자인학연구
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    • 제17권2호
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    • pp.95-104
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    • 2004
  • 창조성은 그것을 필요로 하는 디자인주체뿐만 아니라 사용자에게도 중요한 키워드다. 그러나 사용자의 창조적 측면은 지금까지 비중 있게 다루어지지 않거나, 이를 설계에 반영하여 개발하는 응용부분에서 미흡하였다. 오늘날 디자인영역에서 경험과 행위는 주어진 의미로 사용하는 소극적 상태에서 자발적으로 의미를 만들어 사용하는 적극적 상태로 변화되고 있다. 이것은 사용자에게 창조적 과정 이 중요시되며, 사용에 대한 창의, 그리고 사물에 대한 창조의 가능성을 담고 있다는 것을 의미한다. 사용자의 사물에 대한 경험 속에는 이미 제공하거나 만들어진 경험과 동시에 사용자가 만들어 내는 자발적 해석의 경험이 담겨 있으며 이것은 사용자리서치과정 에서 예측된 가능성 일수도 있으며, 알지 못하는 사용자의 행위 영 역일 수 있다. 사용자의 사물에 대한 창의된 사용과정은 기존 디자인주체에 의해 만들어진 사용성과 기능을 벗어나거나 응용시킨 행위로 볼 수 있으며, 사용자에 의해 수정되고 만들어진 창조의 결과물들은 사용자에게 빈번히 일어날 개연성 속에서 해석과 연구의 여지가 있는 영역이다. 이 연구에서는 이러한 행위를 유저 제스처라고 정의하고 있는데, 유저 제스처는 사용자의 자발적 행위에 근거한 행위로서 비본연, 비조작 기능이 발견되며, 행위의 결과물인 다양한 변형과 창조가 일어나는 사용자 고유의 행위영역이다. 유저 제스처는 살아있는 사용자의 디자인문화양태를 살펴볼 수 있는 표본가치가 있으며, 유저 제스처에 기인한 접근은 개발설계자에게 새로운 제품 컨셉창출이 용이한 매력적인 접근이 될 수 있다. 이 연구는 유저 제스처에 대한 에쓰노그래피 관찰기법연구, 사용자 디자인현상에 대한 문화적 연구, 유저 제스처 시나리오에 기반 한 디자인연구 등 후속연구로 지속될 수 있다. 또한 관련연구를 통해 사용자 주도적 커스터마이제이션 제품, 사용자 관여 리사이클링 제품, 창조경험 디자인으로의 디자인 개발적용이 가능하다.이에 본 연구에서는 '13-18 청소년용 온라인 커뮤니티 컨텐트 개발 프로젝트' 를 중심으로 엑셀런트 요소 및 퍼포먼스 요소를 도출하기 위한 참석 관찰의 프레임 워크를 제시하고, 그 결과를 기능적 요소, 감성적 요소로 정리하여 상품개발에 활용하도록 하였다. 본 연구의 의의는 상품개발에 사용자 조사의 필요성 및 활용도를 실질적인 프로젝트를 통하여 시도해 보았다는 데 있다고 할 수 있겠다.과 계승이라는 측면에서 한국문양에 대한 새로운 이해와 분석을 토대로 한 정보자료화ㆍ디지털 컨텐츠화 작업은 독창적인 디자인 표현양식과 모티브의 발굴ㆍ정리일 뿐만 아니라 다양한 미디어로 승부하는 작금의 문화경쟁시대를 대비하는 하나의 노력이 될 것이다.>${\ulcorner}$바우하우스의 구성교육${\lrcorner}$ 과 일치하였다. 더욱이, 조선의 ${\ulcorner}$구성교육${\lrcorner}$이 조선총독부의 관리하에서 실행되었다는 것을, 당시의 사범학교를 중심으로 한 교육조직을 기술한 문헌에 의해 규명시켰다.nd of letter design which represents -natural objects and was popular at the time of Yukjo Dynasty, and there are some documents of that period left both in Japan and Korea. "Hyojedo" in Korea is supposed to have been influenced by the letter design. Asite- is also considered to have been "Japanese Letter Jobcheso." Therefore, the purpose of this study is to look into the origin of the letter

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리튬 이차전지 음극용 Cu3Si의 고온에서의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Cu3Si as Negative Electrode for Lithium Secondary Batteries at Elevated Temperatures)

  • 권지윤;류지헌;김준호;채오병;오승모
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.116-122
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    • 2010
  • DC magnetron 스퍼터링을 이용해 구리(Cu) 호일 위에 실리콘(Si)을 증착한 후 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 $Cu_3Si$를 얻고, 이의 리튬 이차전지용 음극으로서 특성을 조사하였다. $Cu_3Si$는 Si 성분을 포함하고 있으나 상온에서 리튬과 반응하지 않았다. 선형 주사 열-전류(linear sweep thermammetry, LSTA) 실험과 고온 충방전 실험을 통하여, 상온에서 비활성인 $Cu_3Si$$85^{\circ}C$ 이상에서는 활성화되어 Si 성분이 전환(conversion)반응에 의해 리튬과 반응함을 확인하였다. $Cu_3Si$에서 분리된 Si는 $120^{\circ}C$에서 Li-Si 합금 중에서 리튬의 함량이 가장 많은 $Li_{21}Si_5$ 상까지 리튬과 반응함을 유사 평형 조건(quasi-equilibrium)의 실험으로부터 알 수 있었다. 그러나 정전류 조건($100\;mA\;{g_{Si}}^{-1}$)에서는 리튬 합금반응이 $Li_{21}Si_5$까지 진행되지 못하였다. 또한 $120^{\circ}C$에서 전환반응에 의해 생성된 Li-Si 합금과 금속 상태의 Cu는 충전과정에서 다시 $Cu_3Si$로 돌아감, 즉 $Cu_3Si$와 리튬은 가역적으로 반응함을 확인하였다. $120^{\circ}C$에서 $Cu_3Si$ 전극은 비정질 실리콘 전극보다 더 우수한 사이클 특성을 보여 주었다. 이는 비활성인 구리가 실리콘의 부피변화를 완충하여 집전체에서 탈리되는 현상을 완화하고 결과적으로 전극이 퇴화하는 것을 억제하기 때문인 것으로 설명할 수 있다. 실제로 비정질 실리콘 전극은 충방전 후에 실리콘 층의 균열과 탈리가 관찰되었으나, $Cu_3Si$ 전극에서는 이러한 현상이 관찰되지 않았다.