• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.357-365
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• 2022

최근 전기자동차용 이차전지 등의 수요가 급증하면서 효율적인 리튬 화합물의 생산이 큰 주목을 받고 있다. 바이폴라막 전기투석은 친환경적이며 경제성 및 효율성이 우수한 전기화학적 리튬 화합물 생산공정으로 알려져 있다. 바이폴라막 전기투석 공정의 효율은 바이폴라막의 성능에 의해 좌우되기 때문에 바이폴라막의 선택이 매우 중요하다. 본 연구에서는 세계적으로 가장 널리 사용되고 있는 대표적인 상용 BPM인 Astom사의 BP-1E 및 Fumatech사의 FBM을 비교 분석함으로써 전기화학적 LiOH 생산을 위한 BPED 공정에 적합한 BPM의 특성을 도출하고자 하였다. 체계적인 평가를 통해 BPM의 특성중 막의 이온전달저항 및 co-ion leakage를 줄이는 것이 가장 중요하고 이러한 관점에서 BP-1E가 FBM보다 더 우수한 성능을 가지고 있음을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.3-15
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• 2022

리튬은 가장 가벼운 금속으로 주기율표상의 첫 번째 금속이다. 리튬은 유기 화합물부터 알루미늄이나 마그네슘의 합금원소는 물론 전자기기나 전기 자동차용 리튬이온 이차전지의 양극재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 따라서 리튬은 우리 일상생활에서 필수적인 금속이다. 전 세계 리튬의 사용량은 2000년도의 약 14,000 톤에서 2020년에는 약 82,200 톤으로 계속 증가하였다. 그러나 리튬은 지각 중 원소 존재도가 32 번째인 대표적인 희소금속이다. 본 연구에서는 생산량 및 용도와 리튬 제련기술에 대해 고찰하였다. 리튬은 자원이 종류에 따라 다양한 제련법으로 추출된다. 이러한 다양한 리튬의 제련기술은 리튬 2차 자원으로부터 리튬을 추출하는 새로운 재활용 프로세스의 개발에 필수적으로 필요하다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.293-300
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• 2023

The global energy storage markets have gravitated to high-energy-density and low cost of lithium-ion batteries (LIBs) as the predominant system for energy storage such as electric vehicles (EVs). High-Ni layered oxides are considered promising next-generation cathode materials for LIBs owing to their significant advantages in terms of high energy density. However, the practical application of high-Ni cathodes remains challenging, because of their structural and surface instability. Although extensive studies have been conducted to mitigate these inherent instabilities, a two-step process involving the synthesis of the cathode and a dry/wet coating is essential. This study evaluates a one-step β-Li₂SnO₃ layer coating on the surface of LiNi_0.8Co_0.2O₂ (NC82) via the thermal segregation of Sn owing to the solubility limit with respect to the synthesis temperature. The doping, segregation, and phase transition of Sn were systematically revealed by structural analyses. Moreover, surface-engineered 5 mol% Sn-coated LiNi_0.8Co_0.2O₂ (NC82_Sn5%) exhibited superior capacity retention compared to bare NC82 owing to the stable surface coating layer. Thus, the developed one-step coating method is suitable for improving the properties of high-Ni layered oxide cathode materials for application in LIBs.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.235-246
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• 2023

4차 산업혁명 기반에서 인공지능(AI), 전기자동차 및 로봇 등의 급속한 기술발전에 있어 반도체가 핵심성능을 좌우하면서, 반도체 경쟁력이 국가 경쟁력과 직결되는 상황을 맞이하였다. 하지만, 한국 반도체 산업은 메모리 반도체를 제외한 시스템 반도체 분야에서 지속적으로 경쟁력이 약화되어, 본 연구에서 침체기에 빠진 한국 팹리스 시스템 반도체 기업의 성장에서 가장 시급한 세계시장 개척을 위해 새로운 스마트계약 기반 블록체인 거래모델인 F-SBM (Fabless-Smart contract based Blockchain Model)을 제안한다. 본 연구는 새로운 F-SBM 모델을 통해 반도체의 Technology, Economy, Reliability 항목의 스마트 계약 기반 컨소시엄 블록체인을 통해 팹리스 업체의 신규고객 확보방안을 검증하였다. 이는 한국 팹리스 시스템 반도체 산업의 숙원인 세계 시장 개척을 위한 신규고객 확보의 높은 진입장벽이 개선됨과 새로운 성장방안을 도출하였다는 측면에서 큰 의의를 가진다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.21-30
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• 2023

전기차 보급과 고성능화가 진행됨에 따라 높은 출력을 가지는 모터의 수요가 증가하고 고용량 IPMSM 생산을 위한 고용량 착자기의 중요성 또한 증가하고 있다. 착자에 중요한 착자 전류의 최댓값과 커패시터 방전시간은 착자요크의 회로정수에 의해 결정된다. 본 논문에서는 착자기 설계를 위한 착자요크의 회로정수 설계를 위하여 MATLAB SIMULINK를 활용한 착자 시스템의 해석을 진행하고 회로정수 설계를 위한 설계 절차를 제시한다. 그 결과 착자용량 5,000[V], 15,000[uF]에 따라 착자요크 파라미터는 0.015[ohm], 0.035[mH]로 도출하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권5호
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• pp.653-660
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• 2022

Gravel scattering that is generated during operation of high-speed railway vehicle is cause to damage of vehicle such as windows, axle protector and so on. Especially, those are frequently occurred in winter season when snow ice is generated easily. Above all, damage of vehicle windows has not only caused maintenance cost but also increased psychological anxiety of passengers. Various methods such as heating system using copper wire, heating jacket and heating air are applied to remove snow ice generated on the under-body of vehicle. However, the methods require much run-time and man power which can be low effectiveness of work. Therefore, this paper shows that large-area heating system was developed based on heating coat in order to fundamentally prevent snow ice damage on high-speed railway vehicle in the winter season. This system gives users high convenience because that can remotely control the heating system using IoT-based wireless communication. For evaluating the applicability to railroad sites, a field test on an actual high-speed railroad operation was conducted by applying these techniques to the brake cylinder of a high-speed railroad vehicle. From the results, it evaluated how input voltage and electric power per unit area of the heating specimen influences exothermic performance to draw the permit power condition for icing. In the future, if the system developed in the study is applied at the railroad site, it may be used as a technique for preventing all types of damages occurring due to snow ice in winter.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6D호
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• pp.675-683
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• 2009

본 논문에서는 도로와 철도에서 자동차와 열차주행시에 발생하는 진동에너지를 건축-토목 구조물에 활용 가능한 전기에너지로 변환하는 진동력 발전시스템 인프라 구축을 위한 기초 개념에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 자기유도기술을 활용하여 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동력 발전장치를 제안하고, 자기유도기술의 기본 원리 및 진동력 발전장치의 동적특성에 대해 설명하였다. 마지막으로 외력과 진동속도에 따라 진동력 발전장치에서 발생하는 기전력의 세기와의 상관관계를 분석하기 위해 다양한 변수를 두고 실내실험을 수행하였고, 이러한 실험결과를 토대로 시험용 진동력 발전장치의 적용성과 효용성을 분석하여, 최대 가용 전력을 획득하기 위한 진동력 발전시스템의 최적설계에 대한 기초 자료를 확보하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권6호
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• pp.609-613
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• 2023

In this paper, a 1,200 V Si-based IGBT used in electric vehicles and new energy industries was designed. A field stop IGBT with a separate gate structure, which is the proposed structure, was designed to change trench depth and split gate width variables. Then, the general trench structure and electrical characteristics were compared and analyzed. As a result of conducting the trench depth experiment, it was confirmed that the breakdown voltage was the highest at 6 ㎛, and the on-state voltage drop was the lowest at 3.5 ㎛. In the separate gate width experiment, it was confirmed that the breakdown voltage decreased as the variable increased, and the on-state voltage drop increased. Therefore, it may be seen that it is preferable not to change the width of the separate gate. In addition, experiments show that there is no difference in on-state voltage drop compared to a structure in which a general field stop structure has a separate gate structure. In other words, it is determined that adding a dummy gate with a separate gate structure to the active cell will significantly improve the on-voltage drop characteristics, while confirming that the on-voltage drop does not change, and while having excellent characteristics in terms of breakdown voltage.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_2호
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• pp.1097-1108
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• 2023

Recently, demand for technology for energy economy and stable supply is increasing due to the increase in power demand of loads. The amount of DC power generation using new and renewable energy is noticeably increasing, and the use of DC power supplies is also increasing due to the increase in electric vehicles and digital loads. During parallel operation to increase the capacity of the power converter, the module bus method or the method using Can communication and serial communication has significant difficulties in smooth operation due to communication time delay for information sharing. Synchronization of information sharing of each power converter is essential for smooth parallel operation, and minimization of communication time delay is urgently needed as a way to overcome this problem. In this paper, a new communication method using pulse width information is proposed as a communication method specialized for parallel operation of power converters to compensate for the disadvantage of communication transmission delay in the existing system. The proposed communication method has the advantage of being easily implemented using the PWM and Capture function of the microcomputer. In addition, the DC/DC converter for DC distribution was verified through simulation and experiment, and it has the advantage of easy capacity expansion when applied to parallel operation of various types of power converters as well as DC/DC converters.

• 자원리싸이클링
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• 제33권1호
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• pp.15-21
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• 2024

전기차용 리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 본 연구에서는 리튬이온배터리의 NCM계 양극재를 수소환원과 수침출에 의해 리튬을 수산화리튬으로 회수할 때의 회수율에 미치는 반응온도의 영향을 조사하였다. 반응온도가 상승함에 따라 수소에 의한 NiO, CoO의 환원에 의해 무게 감소율이 반응초기부터 급격하게 증가하였으며 동시에 H₂O 발생량도 증가하였다. 602 ℃ 이상에서는 양극재 중의 Ni, Co가 전부 환원되어 금속상으로 존재하였다. 그리고 수소환원 온도의 상승과 함께 Li 회수률도 증가하였으나 704 ℃ 이상에서는 약 92 % 이상의 유사한 수준을 나타내었다. 따라서 폐Li이온 배터리의 전처리로 수소환원하는 것에 의해 리튬만 사전에 회수하고 잔사를 재처리하면 효율적으로 유가금속을 분리하여 회수할 수 있을 것으로 기대된다.