• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.466-473
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• 2017

최근 국내 철도 관련 기관에서 고속집전용 판토그래프를 개발하고 있으며, 이는 상부암의 경량화를 위하여 기존의 강재(Steel) 대신에 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)와 알루미늄의 혼성구조체를 적용한 구조를 갖는다. KTX-산천 열차의 경우, 한 대의 판토그래프를 통해서 열차에 필요한 모든 전력을 공급해야 하는 동력집중식이므로 판토그래프는 큰 통전 용량을 가져야 한다. 하지만, 알루미늄 파이프의 열적 특성 분석 없이 통전 용량을 증대시키기 위하여 파이프의 두께를 임의로 증가시키게 되면 상부암의 무게 증가로 집전성능의 저화를 초래할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 KTX-산천 열차의 정지 상태에서 수전 시 판토그래프 상부암 혼성구조체를 이루는 알루미늄 파이프의 시간 경과에 따른 온도 특성 변화를 열해석을 통하여 분석하고, 제시된 판토그래프 통전 용량에 부합되는 알루미늄 파이프의 최소 두께의 적정성을 검토하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권2호
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• pp.51-54
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• 2022

연료전지에 사용되는 귀금속 전류집전체의 물성은 소재 기공도에 크게 영향을 받는다. 따라서 소재 기공도를 제어 위한 다양한 노력들이 진행되어왔다. 이중 많이 사용되는 전략으로 재료 열처리 시 기공형성제를 첨가하는 것이다. 기존의 기공형성제는 3차원 구조체였다. 본 연구에서는 차별화 전략으로 Ag 전류집전체의 기공도를 높이기 위해 2차원 구조 나노시트를 소결방지제로 첨가하였다. 실제로 나노시트 첨가에 의해 소결밀도가 감소되는 것을 보여주었다. 2차원 소재로는 초나노 두께(~ 1 nm)를 갖는 RuO₂ 나노시트가 이용되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.65-70
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• 2010

국내 교류 급전시스템은 단권변압기를 이용한 방식을 채택하고 있다. 이 시스템은 흡상 변압기를 이용한 방식보다 급전 거리가 긴 장점이 있으나 최근 대용량 차량의 도입과 시격이 짧아짐에 따라 전압 강하에 대한 대응이 시급한 실정이다. 본 논문에서는 교류 급전시스템의 전압강하 해소를 위하여 SVC와 같은 추가 설비의 도입 없이 보조 급전구분소 포는 급전구분소의 단권변압기를 이용한 시스템을 제안한다. 열차가 집전받는 전차선과 레일간의 전압을 높이기 위하여 열차가 위치한 인근의 단권변압기의 권선비를 현재 1:1에서 N:1로 바꾸는 것이다. 이렇게 하면 부하에서 공급받는 전압이 높아져 열차의 효율 향상 및 부하전류의 감소 등의 효과를 얻을 수 있을 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.62-62
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• 2015

전해 동박 제조는 원통형의 대형 제박기에서 전주도금 형태로 이루어지며, 생산성을 위해 고속의 유체 흐름속에 고전류밀도를 인하하여 고속 도금을 시행하고 있다. 도금이 된 동박은 코일형태로 말려 제품화되는데 길게는 수 Km의 길이로 감기게 되므로 동박의 두께가 불균일하면 감기는 것에 문제가 있을 뿐 만 아니라 PCB, 전지 집전체 제조시에도 문제를 일으킨다. 그러나 동박 제조는 대형의 음극에 고속 도금이 연속적으로 일어나게 되므로 현장에서 문제를 해결할 수 있는 방법은 거의 없다. 이러한 상황에서 수치해석적 기법으로 도금두께를 미리 예측하고 해석하는 것은 매우 도움이 되는 기법이다. 특히 아직까지 전류밀도 분포의 해석과 함께 유동해석을 커플링하여 도금 현장에 적용한 예는 그리 많지 않다. 본 연구에서는 FEM을 이용하여 제박기에서 발생하는 전류밀도 분포 및 유동을 해석하고자 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.533-539
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• 2010

Ni-YSZ supported button cells were prepared by spray-coating YSZ and screen-printing YSZ-LSM powder as an electrolyte and oxygen electrode on Ni-YSZ cermet disks. In order to identify the polarization loss mechanism in high temperature electrolysis current-voltage characteristics coupled with electrochemical impedance spectroscopy were investigated as a function of temperature, current load, and the humidity. The effects of the different current collectors of platinum and silver for oxygen electrodes were compared. With Ag current collector two polarization losses were distinguished. The high frequency component was attributed to the Ni-YSZ cermet which was less susceptible to temperature variation but increasing in loss with humidity. The lower frequency component was attributed to the LSM electrode. Platinum current collector led to a much lower polarization loss.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.410-415
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• 2013

폴리이미드(polyimide) 필름 위에 은(Ag) 나노 페이스트(paste)가 인쇄된 집전체 및 활성탄소(activated carbon)를 이용하여 제조한 페이스트와 5% potassium polyacrylate (PAAK) 겔(gel) 전해질을 이용하여 슈퍼캐패시터(supercapacitor) 반쪽전지(half cell)를 제작하였다. 집전체 및 전극은 스크린 인쇄를 이용하여 제작하였으며 인쇄된 집전체의 두께는 $7.3{\mu}m$이고 면저항은 $5{\sim}7m{\Omega}/square$이다. 전극 페이스트는 비표면적 $1,968m^2/g$인 활성탄소이고 도전재는 카본 블랙(carbon black)을 사용하였으며 바인더로는 poly (4-vinylphenol)를 7:1:3 비율로 혼합하고 2-(2-buthoxyethoxy) 에틸아세테이트(BCA)를 주 용매로 사용하여 제조하였다. 전기화학적 분석을 위해 순환-전압 전류법(cyclic voltammetry)을 이용하여 전기화학적 특성과 안정도를 평가하였으며 순환-전압전류법 측정을 위한 인가 전압의 범위는 -0.5 V~0.5 V이고 주사속도(scan rate)의 범위는 10~500 mV/s로 하였다. 제작된 슈퍼캐패시터 반쪽전지의 비축전 용량은 주사속도가 10 mV/s, 500 mV/s일 때 각각 44.04 F/g, 8.62 F/g이었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.278-280
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• 2004

판토그라프는 전차선(catenary)으로부터의 전류를 차량에 전달하는 장치로서 전동차 지붕 위에 설치되어 있다. 판토그라프의 설계 목표는 고속 및 다양한 환경 조건하에서 연속적이고 일정한 량의 전류를 차량에 전달하도록 하는 것이다. 열차가 고속화될수록 전류의 흐름이 중단되는 이선, 접촉선과 판토그라프 집전판의 마모, 공력 소음 등이 큰 문제로 대두되며, 이들 문제들이 고속용 판토그라프의 설계 기술에서 중요시되고 있다. 특히 이선은 동력 전달이 중단될 뿐만 아니라 이선시에 발생하는 아크로 인한 마모 증대, 통신 장해를 일으킨다. 유럽과 일렬에서는 그러한 문제를 인식하고 고속용 판토그라프에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 또한 저속전철이나 고속전철을 운행하는 나라에서는 기존의 가선계를 그대로 이용하면서 고속화를 달성하기 위하여 기존 가선계에 대한 최적의 판토그라프 설계에 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서는 국내 기존선 고속화에 필요한 최고속도 180km/h급 틸팅차량시스템의 핵심 구성요소인 판토그라프 제어기술에 대한 연구를 통하여 보다 안전한 틸팅차량용 판토그프사양 개발하는데 목적이 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.129-138
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• 2011

Performance changes of an anode-supported tubular SOFC including current collectors are analyzed at different current collecting methods using numerical simulation. From the two dimensional numerical model of the solid oxide fuel cell with nickel felts as anodic current collectors and silver wires as cathodic ones, the performance curves and the distributions of temperature, concentration, current density are obtained. Also, the voltage loss of the cell is divided into three parts: activation loss, concentration loss and ohmic loss. The results show that the performance change of the cell is dominantly influenced by the ohmic loss. Although the temperature and concentration distributions are different, the total activation loss and concentration loss are nearly same. And the ohmic loss is divided into each parts of the cell components. The ohmic loss of the anodic current collectorreaches about 60~80% of the cell's total ohmic loss. Therefore, the reduction of the ohmic loss of the anodic current collector is very important for stack power enhancement. It is also recommended that the load should be connected to the both ends of the anodic current collector.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.43-48
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• 2012

This paper presents the characterization of micro-tubular SOFCs using three different anode current collecting methods of inlet current collection (IC), both current collection (BC) and total current collection (TC). The maximum power densities of SOFCs at $750^{\circ}C$ using IC, BC and TC were 56 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.13 A/$cm^2$), 236 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.55 A/$cm^2$) and 261 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.61 A/$cm^2$) respectively. It was confirmed by impedance spectroscopy that both the polarization resistance and the ohmic resistance were dramatically increased at SOFC with IC.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.133-140
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• 2007

A 2-D model of fluid flow, mass transport and electrochemistry is analysed to examine the effect of current density at the current collector depending on active layer thickness of catlyst in polymer elecrolyte fuel cells. The finite element method is used to solve the continuity, potential and Maxwell-Stefan equations in the flow channel and gas diffusion electrode regions. For the material behavior of electrode reactions in the active catalyst layers, the agglomerate model is implemented to solve the diffusion-reaction problem. The calculated model results are described and compared with the different thickness of active catalyst layers. The significance of the results is discussed in the viewpoint of the current collecting capabilities as well as mass transportation phenomena, which is inferred that the mass transport of reactants dictates the efficiency of the electrode in the present analysis.