• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.1001-1008
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• 2018

본 논문은 인명구조, 사고방지, 시설관리 등 수상환경에서 위치정보가 필요한 상황에서 무선 신호를 활용한 효율적인 위치 추적 기술을 제안한다. 제안하는 기법은 유저의 배터리 파워 소모량을 고려하여 제한된 전력 내에서 위험도를 최소화한다. 수상의 일정 반경 내에서 유저의 송수신 신호 세기를 이용하여 유저의 위치를 알 수 있는데, 이 때 유저가 일정 반경을 벗어나는 것을 사전에 방지할 필요가 있다. 이 논문에서는 먼저 유저가 일정 반경을 벗어나는 것을 방지하기 위해 위험도 함수를 정의한다. 위험도 함수는 위치정확도, 수심, 유속 등 수상 환경 위험에 관련된 다양한 요인들을 고려한다. 본 논문은 finger printing 기법을 이용한 효율적인 무선 측위 기술을 활용하여 일정 지역 내에 위치한 유저의 평균 위험도를 최소화하는 것을 목표로 하고 있다.

• 멤브레인
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• 제30권2호
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• pp.79-96
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• 2020

환경오염과 화석연료의 문제로 인한 2차 에너지 변환 및 저장 장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 에너지 변환장치들은 전기화학적 시스템을 기본으로 운영되고 있으며 이온교환막은 각 공정의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서 에너지 시스템의 효율 증대 및 성능 향상을 위해서는 적합한 물성을 갖는 이온교환막 개발이 필요하다. 이러한 이온교환막은 크게 양이온교환막, 음이온교환막, 바이폴라막으로 분류되고 있으며, 이들 막들은 화학적, 물리적, 형태학적 특성에 따라 다양한 용도을 갖고 있다. 본 총설에서는 이온교환막의 주요한 특징과 함께 이들의 제조 방법에 대해 기술했다. 이어서 이온교환막을 이용하여 최근 개발되고 있는 전기화학 시스템에 기반을 둔 역전기 투석, 레독스 흐름 전지, 수전해 공정에 대해서 소개하고, 각 에너지 공정에서 이온교환막이 갖는 역할과 조건에 대해서 설명하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1183-1194
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• 2021

전통적으로 전력시스템은 공급체계의 말단에 있는 소비자의 위치에서 보면 중앙집중화된 구조를 갖고 있다. 그러나 최근 수 십년간 지붕형 태양광, 영농형 태양광, 소형 풍력터빈, 배터리저장장치 및 스마트 가전품과 같은 분산에너지원의 등장을 보아왔다. 분산에너지원의 등장에 따라 배전계통 운전원의 역할도 확장된다. 확장된 분산전원의 진출은 배전망이나 송전망의 전통적인 계획과 운영에 영향을 주는 전력계통의 역조류와 예측성을 어렵게 할 수 있다. 이는 전형적인 계통계획, 정비 및 망관리, 정전할당 등 배전계통 운전원이 갖는 기능이 변경되어야 할 필요성을 증폭시킨다. 이 연구의 목적은 다중 분산전원을 갖는 미래 배전운전시스템을 설계하고 제안된 배전시스템 모델을 HILS로 구현 및 검증하는 것이다. 시험결과를 보면 제안된 배전시스템이 정상 영역에서 운전되고 배전선로 손실이 감소된다는 것을 보여준다.

• 한국포장학회지
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• 제28권2호
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• pp.143-149
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• 2022

PCS needs to freely switch AC and DC to connect the battery, external AC loads and renewable energy in both directions for energy efficiency. Whenever converting happens, power loss inevitably occurs. Minimization of the power loss to save electricity and convert it for usage is a very critical function in PCS. PCS plays an important role in the ESS(Energy Storage System) but the importance of stabilizing semiconductors on PCB(Printed Circuit Board) should be empathized with a risk of failure such as a fire explosion. In this study, the temperature variation inside PCS was reviewed by cooling fan on top of PCS, and the vibration characteristics of PCS were analyzed during truck transportation for reliability of the product. In most cases, a cooling fan is mounted to control the inner temperature at the upper part of the PCS and components generating the heat placed on the internal aluminum cooling plate to apply the primary cooling and the secondary cooling system with inlet fans for the external air. Results of CFD showed slightly lack of circulating capacity but simulated temperatures were durable for components. The resonance points of PCS were various due to the complexity of components. Although they were less than 40 Hz which mostly occurs breakage, it was analyzed that the vibration displacement in the resonance frequency band was very insufficient. As a result of random-vibration simulation, the lower part was analyzed as the stress-concentrated point but no breakage was shown. The steel sheet could be stable for now, but for long-term domestic transportation, structural coupling may occur due to accumulation of fatigue strength. After the test completed, output voltage of the product had lost so that extra packaging such as bubble wrap should be considered.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.868-873
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 메틸 바이올로겐(methyl viologen, MV)과 템폴(4-hydroxy-TEMPO, TEMPOL)을 활물질로 사용하고 NaCl의 중성 전해질 기반 수계 유기 레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 메틸 바이올로겐(MV)과 템폴(TEMPOL)은 중성 전해질인 염화나트륨(NaCl) 전해질에 대해 높은 셀전압(1.37 V)을 얻을 수 있다. 성능 비교를 위해 사용한 멤브레인은 두 가지이다. 첫째로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 117를 사용하였을 때 성능은 첫번째 사이클에서 충전만 일어났을 뿐 그 후 높은 저항 때문에 완전지가 작동하지 않았다. 하지만 두번째로 사용한 Fumasep 음이온 교환막(FAA-3-50)은 Nafion 117 멤브레인을 사용했을 때와는 다르게 비교적 안정적인 충방전 사이클링을 보였다. 전류 밀도 $40mA{\cdot}cm^{-2}$, 컷-오프 전압 0.55~1.7 V에서 전류 효율(charge efficiency)은 97%, 전압 효율(voltage efficiency)은 78%로 높게 나타났다. 방전 용량(discharge capacity)은 10사이클에서 $1.44Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 54%를 나타내었다. 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.0015Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 로 나타났다. 순환주사전류 실험을 통해 Nafion 117 멤브레인과 Fumasep 음이온 교환막 사이의 이러한 성능차이는 활물질의 크로스 오버(cross over) 현상으로 인한 방전 용량 손실이 아닌 멤브레인과 활물질의 화학적 반응으로 인한 저항 증가가 원인임을 파악할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.155-161
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• 2009

리튬 2차전지는 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되어 왔다. 최근 하이브리드 자동차, 전기자동차의 에너지 저장매체로써 적용으로 인해 시장 확대가 기대되고 있다. 양극 활물질은 리튬2차전지의 성능, 수명, 용량을 결정하는 물질이며, 급증하는 시장의 수요에 따라 양극 활물질을 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발하는 것이 시급하다. 본 연구에서 실제 양극 활물질($LiCoO_2$) 생산라인에서 가동 중인 소성로를 3D 모델링하였고, 수치적 해석을 통해 소성로 내부의 온도와 유동의 방향, 화학적 거동을 밝혀내었다. 결과로써, 생산량 증가로 인해 소성로에서 생성되는 $CO_2$ 농도가 증가하며 정체되는 지점을 확인하였고, TGA-DSC 실험을 통해 $CO_2$가 몰분율 15%이상에선 $LiCoO_2$의 적절한 형성에 영향을 주는 현상을 확인하였다. 또한 소성로의 형상변화와 공정조건의 변화를 통해 문제되는 $CO_2$를 원활히 배출할 수 있는 해결책을 제안하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권2호
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• pp.163-168
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• 2007

국내 5개 폐광산 지역의 갱내수 및 배출수에 대해 화학적 분석 및 생물학적인 독성 평가를 통한 생태 위해성 평가를 실시하였다. 본 연구에서 선정한 9가지 중금속의 화학적 분석 결과, 거의 모든 지점에서 높은 중금속 농도가 검출되었으며, 특히 송천, 낙동, 덕음 지역에서는 상대적으로 비소가 높게 검출되었고, 낙동 지역은 하류까지 전체적으로 각 항목의 중금속이 높은 농도로 존재하였다. 통합 방류수 독성 평가(WET)에 기초해 Vibrio fisheri, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna를 이용한 생물학적 독성 평가 결과, 모든 지점에서 높은 독성이 나타났다. 유출수가 처음 흐르는 갱구에서 가장 높은 독성이 나타났으며, S. capricornutum에 대한 독성이 모든 지점에 걸쳐 $1.3\sim32.0$ TU 사이의 독성이 나타나 독성 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 각각의 독성 평가 종에 따른 독성 미감도 차이는 폐광사의 위해성을 평가함에 있어 두 종 이상의 평가 종이 사용되어야 함을 의미한다. HQ(Hazard Quotient) 개념을 적용한 생태 위해성 평가 결과, 폐광산에서 분석된 대부분의 중금속에 대해 HQ 값이 1보다 훨씬 크게 나타났으므로, 폐광산의 중금속에 대한 영향은 심각한 정도의 위해도를 가지고 있다고 판단된다. 한편, 생물학적 독성은 유하 거리의 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 폐광산의 복원이나 생태 위해성 평가 시 지점별로 희석률뿐 아니라 DOM, 경도 등 환경인자들이 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.129-143
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• 2015

기후변화와 에너지안보에 대한 우려가 심화되면서 온실가스 감축을 위한 다양한 방안들이 제시되어 왔다. 특히 수송부문에서의 온실가스 감축은 핵심적인 정책목표로 논의되었으며. 최근 자동차 배기가스 배출 규제가 강화되는 추세에서 온실가스 배출이 없는 전기차(EV) 도입이 다각도로 조명을 받고 있다. V2G(Vehicle-to-Grid)기술은 전기차시장의 급격한 성장 전망으로 인한 전력수요증가에 대응하는 기술로써, 전기차 소유의 경제성을 높여줄 뿐만 아니라 전력망 안정성을 유지하며 전력부하의 분산효과도 기대되고 있다. 본 연구는 V2G를 적용한 전기차의 총소유비용을 산출하여 이를 내연기관차와 일반전기차와 비교하였다. V2G를 도입한 전기차는 연 평균 약 21만원의 수익을 발생하여 V2G 서비스 공급 기간동안 총 211만원의 수익을 얻게 되는 것으로 나타났고, 이는 운영기간동안 총 242만원의 비용이 발생하는 일반전기차와 비교해 약 453만원의 차이가 난다. 따라서 V2G 전기차의 총소유비용은 동급 내연기관차보다 10.2% 높고 일반전기차보다 6.1% 낮은 결과가 도출되었다. 보조금이 없을 경우 전기차는 아직까지 내연기관차에 비해 소유비용이 높지만 V2G 도입은 전기차의 상대적 경제성을 높여주는 것을 확인하였다. 따라서 V2G 도입에 있어서는 전력망과 관련 산업이 얻는 긍정적 효과를 함께 고려하여 정책적 검토가 이뤄져야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.527-535
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• 2017

연료전지 배터리 하이브리드 UPS용 연료전지 파워 팩 내부에 설치한 연료전지의 화학반응에 의해 생성되는 열을 제거하는데 어려움이 있다. 열을 제거하지 못할 경우 연료전지의 내구성과 성능에 영향을 끼쳐 수명 단축의 원인이 된다. UPS용 연료전지 파워 팩 제작을 위하여 연료전지의 적절한 냉각 방법을 선정하고 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 냉각방법 선정을 위해 냉각 성능에 영향을 주는 각각의 설계 인자를 변화시키면서 연구를 수행하였다. 전산해석은 상용프로그램인 COMSOL Multiphysics로 수행하였다. 먼저 연료전지 스택의 냉각 팬의 위치를 상단과 하단에 배치했을 때 1 kW급 연료전지 스택 표면온도를 비교하였으며, 각각의 위치에 따른 냉각 팬의 회전속도를 2,500, 3,000, 3,500, 4,000 RPM으로 변경하여 적절한 냉각 팬의 속도를 결정하였다. 또한 파워 팩 외부에서 내부로 들어오는 공기의 입구인 그릴의 타공면적을 달리하여 내부로 들어오는 공기의 유량이 냉각에 미치는 영향을 비교하였다. 본 연구는 UPS용 연료전지 파워 팩 내부 연료전지의 열관리 기술개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.529-535
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• 2018

레인지 익스텐더 전기자동차는 소형의 발전용 엔진이 가장 효율이 좋은 특정 운전영역에서 기동하여 배터리를 충전시키며 주행거리를 연장하는 메커니즘으로 주행한다. 본 연구에서는 저가이면서 제어 로직이 간단한 시스템을 개발하기 위하여 기존 쓰로틀바디시스템을 대체하는 스텝모터방식 흡입공기량 공급시스템을 개발하여 기존 base 엔진에 적용하고, 흡입공기량 증대를 통한 성능 개선을 위해 흡 배기다기관의 길이 변경 효과를 실험적으로 살펴보았다. 실험결과, 하나의 스텝모터로 작동하는 Type B의 흡입공기량조절장치가 Type A보다 전 운전영역에서 성능이 높았으나 유동저항의 증가로 base 엔진보다는 성능이 낮았다. 이를 개선하기 위해 흡기매니폴드에 140mm 어댑터를 장착한 경우와 새로 설계된 70mm 길이의 배기 매니폴드를 적용한 경우 2200rpm과 4300rpm 두 속도조건에서 엔진성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 최적 설계된 엔진을 대상으로 레인지 익스텐더 전기자동차에 적용 가능하도록 발전기 부하를 연결하여 2단 속도로 고정밀 운전제어를 구현하였으며 그 결과, 1단 2200rpm과 2단 4300rpm 운전조건에서 ${\pm}2.5%$ 이내의 속도변화율을 나타내었고, 1단 속도에서 2단 속도로 상승 시 610rpm/s의 목표속도 추종성 결과를 얻었다.