• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.33 no.2
• /
• pp.126-132
• /
• 2022

Alkaline fuel cells using liquid fuels such as hydrazine and ammonia are gaining great attention as a clean and renewable energy solution possibly owing to advantages such as excellent energy density, simple structure, compact size in fuel container, and ease of storage and transportation. However, common shortcomings including cathode flooding, fuel crossover, side yield reactions, and fuel security and toxicity are still challenging issues. Real time monitoring of fuel concentrations integrated into a fuel cell device can help improving fuel cell performance via predicting any loss of fuels used at a cathode for efficient energy production. There have been extensive research efforts made on developing real-time sensing platforms for hydrazine and ammonia. Among these, recent advancements in electrochemical sensors offering high sensitivity and selectivity, easy fabrication, and fast monitoring capability for analysis of hydrazine and ammonia concentrations will be introduced. In particular, research trend on the integration of metallic and metal oxide nanoparticles and also their hybrids with carbon-based nanomaterials into electrochemical sensing platforms for improvement in sensitivity and selectivity will be highlighted.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.235-250
• /
• 2021

The overarching question of this study is how a typical rice cultivation system in Gimje, Korea was keeping up with the triple-win challenge of climate-smart agriculture (CSA). To answer this question, we have employed (1) quantitative data from direct measurement of energy, water, carbon and information flows in and out of a rice cultivation system and (2) appropriate metrics to assess production, efficiency, GHG fluxes, and resilience. The study site was one of the Korean Network of Flux measurement (KoFlux) sites (i.e., GRK) located at Gimje, Korea, managed by National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration. Fluxes of energy, water, carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄) were directly measured using eddy-covariance technique during the growing seasons of 2011, 2012 and 2014. The production indicators include gross primary productivity (GPP), grain yield, light use efficiency (LUE), water use efficiency (WUE), and carbon uptake efficiency (CUE). The GHG mitigation was assessed with indicators such as fluxes of carbon dioxide (F_CO2), methane (F_CH4), and nitrous oxide (F_N2O). Resilience was assessed in terms of self-organization (S), using information-theoretic approach. Overall, the results demonstrated that the rice cultivation system at GRK was climate-smart in 2011 in a relative sense but failed to maintain in the following years. Resilience was high and changed little for three year. However, the apparent competing goals or trade-offs between productivity and GHG mitigation were found within individual years as well as between the years, causing difficulties in achieving the triple-win scenario. The pursuit of CSA requires for stakeholders to prioritize their goals (i.e., governance) and to practice opportune interventions (i.e., management) based on the feedback from real-time assessment of the CSA indicators (i.e., monitoring) - i.e., a purpose-driven visioneering.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.16 no.11
• /
• pp.7541-7548
• /
• 2015

Wireless Sensor Networks is the technology which is used in explore role for military purposes, as well as various fields such as industrial equipment management, process management, and leverage available technologies by distributing node into various areas. but there are some limitations about energy, processing power, and memory storage capacity in wireless sensor networks environment, because of tiny hardware, so various routing protocols are proposed to overcome it. however existing routing protocols are very vulnerable in the intercommunication, because they focus on energy efficiency, and they can't use existing encryption for it, Because of sensor's limitations such like processing power and memory. Therefore, this paper propose mutual authentication scheme that prevent various security threats by using mutual authentication techniques and, Key generation and updating system as taking into account energy efficiency.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.200-200
• /
• 2019

본 연구에서는 실제 가압장 및 가압장후단부의 상수도관망에 발생가능한 수충격해석을 수행하고 신뢰성해석을 수행하여 파괴확률을 정량적으로 산정하였다. 이를 위해 가압장의 펌프운영조건을 다르게 적용하였고 관말단부의 압력센서를 이용하여 토출압을 선택적으로 운영하면 수충격의 규모도 작아지고 파괴확률도 대폭 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 가압장의 토출압을 선택적으로 운영하기 위해서는 관말단부에 필수적으로 충분한 수압이 존재해야하며 이를 위해서 실시간 모니터링이 가능한 압력계를 설치하게 된다. 이 압력계로부터 수신되는 데이터를 통하여 펌프의 운영이 이루어지고 최소한의 에너지 사용을 통해 효율을 증대하고 피해율도 저감하게 된다. 본 연구에서 개발된 센서기반 펌프운영시스템이 적용된 실제 상수도관망은 현재 가압장의 운영조건으로 24시간 75m의 펌프 토출압을 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 수압이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말단부에 충분한 수압을 전달하기 위한 것이지만 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프토출압을 75m와 60m로 선택적 운영을 할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다. 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위해 개발된 펌프운영 프로그램을 가압장 배전반에 장착하여 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 과도한 수압으로 인해 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 기존의 펌프장 토출압으로 운영되었을 때와 비교하여 에너지 절감율을 정량적으로 산정하여 비교분석하였다. 가압장 후단의 작은 마을을 대상으로 하여 절감된 전기요금은 적은 양이라 할 수 있겠으나 개발된 시스템을 전국에 적용한다면 에너지 절감으로 인한 경제적 파급효과는 크다고 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.320-320
• /
• 2022

기후변화와 도시화로 인한 영향으로 도시의 폭우, 폭염을 비롯한 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 시가화 지역의 높은 불투수율은 도시홍수를 야기한다. 이러한 현상을 완화하기 위해 도시지역에서는 그린인프라와 저영향개발이 도입되고 있다. 그 중 지속가능한 발전을 위한 필수요소로 자리매김한 옥상녹화는 도시에 위치한 건물의 상층부와 내부의 온도를 낮춤으로써 에너지절감효과와 강우 시 빗물을 저류함으로써 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 녹지도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 열섬현상완화와 유출 저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상요소를 Flux Profile Method를 적용하여 공간 내에 있는 열에너지의 총량인 순복사열을 구성하는 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G)을 산정하였다. 또한 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 옥상녹화의 적용성을 평가하였다. 2021년 7월 21일부터 2021년 7월 28일 까지 모니터링한 결과 옥상녹화의 열 효율은 일반 콘크리트 지붕에 비해 실내온도가 최대 6.83℃ 낮게 나타나며 이는 여름철 건물 내부의 온도조절에 필요한 에너지 저감효과를 볼 수 있다. Flux Profile Method를 적용한 결과 옥상녹화의 전체 열속 중 현열속 28.5% 잠열속 70.7%, 토양열속 0.5% 의 복사량 분포를 보였고, 일반 콘크리트 지붕은 현열속 45.3%, 잠열속 38.6%, 토양열속 16.2% 으로 나타났다. 이와 같은 방법은 옥상녹화의 정량적 평가를 가능하게 함으로서 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2005.07a
• /
• pp.723-726
• /
• 2005

The application of solar energy, in the field of alternative energy, was on the increase tendency. In the case of advanced nations, through continuous R&D, solar hot water heater with high efficiency has been used for the house and the industrial process on business, advanced nations were reached up the experimental stage of solar generation system. But, the actual circumstance of the domestic has been not accomplished the popularization of solar hot water heater and the settlement of it which is the fundamental stage of the solar energy usage. This trouble, the domestic was flooded with small enterprise for producing solar hot water heater, was caused by the popularization and the production without verification of performance. To supply the monitoring program for evaluating solar hot water heater, this research was purpose to improve the technical development of the enterprise for producing solar-heat hot-water-boiler and served as an aid for the enlargement and the popularization on solar energy.

• Smart Media Journal
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.91-102
• /
• 2023

The Energy Management System (EMS) communicates with power plants and substations, monitors the substations and plant operational status of the transmission and substation system for stability, continuity, real-time, and economy of power supply, and controls power plants and substations. Currently, the power exchange EMS communicates with power plants and substations based on the serial communication-based Distributed Network Protocol (DNP) 3.0 protocol. However, problems such as the difficulty of supply and demand of serial communication equipment and the lack of installation space for serial ports and modems are raised due to the continuous increase in new facilities to perform communication, including renewable power generation facilities. Therefore, this paper presents a TCP/IP-based communication method instead of the existing serial communication method of the power exchange EMS, and presents a security risk analysis that may occur due to changes in the communication method and a countermeasure to the security risk.

• Economic and Environmental Geology
• /
• v.53 no.5
• /
• pp.609-617
• /
• 2020

After introducing the industry 4.0 policy, Korean government announced 'Digital New Deal' and 'Green New Deal' as 'Korean New Deal' in 2020. We analyzed Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM)'s research projects related to that policy and conducted markets analysis focused on Digital Twin and environmental monitoring technologies. Regarding 'Data Dam' policy, we suggested the digital geo-contents with Augmented Reality (AR) & Virtual Reality (VR) and the public geo-data collection & sharing system. It is necessary to expand and support the smart mining and digital oil fields research for '5th generation mobile communication (5G) and artificial intelligence (AI) convergence into all industries' policy. Korean government is suggesting downtown 3D maps for 'Digital Twin' policy. KIGAM can provide 3D geological maps and Internet of Things (IoT) systems for social overhead capital (SOC) management. 'Green New Deal' proposed developing technologies for green industries including resource circulation, Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS), and electric & hydrogen vehicles. KIGAM has carried out related research projects and currently conducts research on domestic energy storage minerals. Oil and gas industries are presented as representative applications of digital twin. Many progress is made in mining automation and digital mapping and Digital Twin Earth (DTE) is a emerging research subject. The emerging research subjects are deeply related to data analysis, simulation, AI, and the IoT, therefore KIGAM should collaborate with sensors and computing software & system companies.

• Annual Conference of KIPS
• /
• 2012.11a
• /
• pp.1256-1258
• /
• 2012

본 논문에서는 스마트 일렉트로 에코 시스템(Smart Electro-Eco System)의 일환으로 상황인지기반 가전 제품 원격 제어 및 관리 솔루션에 대해 기술한다. 본 솔루션 중 각 세대에 배치되는 홈 관리시스템은 n개의 특정기업 가전제품군과 원격 제어 애플리케이션, 홈 서버 시스템으로 구성된다. 또한 이러한 홈서버 시스템 m개로부터 데이터를 전송받아 분석 처리하는 빅데이터 서버 시스템이 있다. 홈 관리시스템에서는 가전제품에 부착된 센서의 센싱 데이터를 홈 서버 시스템으로 전송한다. 홈 서버 시스템에서는 실시간 가전제품 정보를 모니터링 및 원격 제어를 하고 설정된 상황이 인식되면 자동 제어 및 알림을 준다. 원격 제어 애플리케이션과 홈 서버 시스템의 통신으로 스마트 폰을 통해 가전제품 정보 및 원격 제어, NFC Tag를 이용한 원터치 제어를 할 수 있다. 빅데이터 서버 시스템에서는 대량의 데이터를 분석 및 통계를 내어 지역별, 시간대별 전류 소모량, 판매 실적 등을 측정하여 다음 버전에 나올 제품을 실제 데이터 통계로 인해 개선할 수 있다. 본 논문에서 기술하는 솔루션을 통하여 장소, 시간에 관계없이 홈을 스마트하게 관리할 수 있으며 가전제품 사용관련 빅데이터 처리를 통해 에너지의 효용성을 높일 수 있다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
• /
• v.17 no.4
• /
• pp.1-9
• /
• 2012

As we are turnning into the aged society, accidents by falling down are increasing in the aged people's group. In this paper, we design the system with the 3-Axis acceleration sensor which is composed by a single chip. The body activity signal is measured with the signal detector and RF communicator in this proposed system and the and falling by the entering signal pattern analysis with 3-Axis acceleration sensor. For the RF communication, we are using nRF24L01p and 8bits ATmega uC for the processor. The error of energy expenditure estimation between motor driven treadmill and proposed a body activity module was 7.8% respectively. Human activities and falling is monitored according to analyze and judge the critical value of the Signal Vector. as falled down if they don't turn off the alarm after specific period and the aged person's after falling down activities are their position and more.