• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.41-50
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• 2024

식물 미생물 연료전지(P-MFC)는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 바이오매스 활용 에너지 기술로 지속가능한 환경을 고려하는 자연기반해법의 적정기술이다. 국내 수변공간에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 Web of Science에서 조회되는 P-MFC 관련 연구논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심 키워드를 도출하고 연구 동향을 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2010년대 중후반부터 크게 증가 추세에 있다. 국가별 논문 투고 수는 '중국'-'미국'-'인도' 순으로 가장 많았으며 2010년대 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작해 수변공간과 습지 환경이 풍부한 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 나라에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향의 경우, 1998년~2015년에는 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증에 대한 연구가 주를 이루었다. 2016년~2020년에는 미생물 연료전지 사용의 구체적인 조건, P-MFC의 구조 및 발전 방식과 관련된 연구가 주를 이루었다. 2021년~2023년에는 P-MFC 발전 과정의 제약 요소와 효율성 향상을 위한 구체적인 연구가 주로 진행되었다. 본 연구를 통해 파악된 P-MFC 관련 국제적 연구 동향은 향후 국내 수변공간에 적합한 기술 개발 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 동향 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 국내에서 P-MFC 기술의 발전과 활성화를 위해서는 현장 적용성에 대한 연구 확대와 정책, 제도적 개선도 병행되어야 할 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권6호
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• pp.633-641
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• 2017

The complexity of macro-fiber composite (MFC) materials increasing the difficulty in simulation and analysis of MFC integrated structures. To give an accurate prediction of MFC bonded smart structures for the simulation of shape and vibration control, the paper develops a linear electro-mechanically coupled static and dynamic finite element (FE) models based on the first-order shear deformation (FOSD) hypothesis. Two different types of MFCs are modeled and analyzed, namely MFC-d31 and MFC-d33, in which the former one is dominated by the $d_{31}$ effect, while the latter one by the $d_{33}$ effect. The present model is first applied to an MFC-d33 bonded composite plate, and then is used to analyze both active shape and vibration control for MFC-d31/-d33 bonded plate with various piezoelectric fiber orientations.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권3호
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• pp.264-269
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• 2013

Since MFC(macro-fiber composite) transducer has been developed, many researchers have tried to apply this transducer on SHM(structural health monitoring), because it is so flexible and durable that it can be easily embedded to various kinds of structures. The objective of this paper is to figure out the benefits and feasibility of applying MFC transducers to guided wave technique. For this, we have experimentally tested the performance of MFC patches as transmitter and sensors for excitation and reception of guided waves on the thin aluminum alloy plate. In order to enhance the signal accuracy, we applied the FIR filter for noise reduction as well as used STFT(short-time Fourier transform) algorithm to image the guided wave characteristics clearly. From the results, the guided wave generated based on MFC showed good agreement with its theoretical dispersion curves. Moreover, the ultrasonic Lamb wave techniques based on MFC patches in pitch-catch manner was tested for detection of surface notch defects of which depths are 10%, 20%, 30% and 40% of the aluminum plate thickness. Results showed that the notch was detectable well when the notch depth was 10% of the thickness or greater.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.567-578
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• 2013

미생물연료전지는 혐기성 조건에서 미생물의 촉매 반응을 통해 유기물질의 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 생물전기화학 장치이다. 미생물연료전지의 전력밀도 및 쿨롱효율은 산화전극 챔버 내 미생물의 종류, 시스템 구성요소 및 운전조건에 영향을 받는다. 미생물연료전지에서 달성할 수 있는 전력은 구성요소, 물리적 및 화학적 운전조건, 바이오 촉매 선택 등의 최적화로 디자인을 변형하여 현저하게 증가시킬 수 있다. 본 총설에서는 미생물연료전지의 구성, 운전 매개변수의 최적화 및 성능과 더불어 장래 응용에 대한 최근 연구를 중점적으로 고찰하고자 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.36-39
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• 2014

폐수 속에 들어있는 미생물을 이용해서 전기를 얻을 수 있도록 고안된 것이 미생물 연료전지이다. 본 논문에서는 미생물 연료전지의 전극 재료와 구조에 따른 전기적 특성을 조사했다. 구리판을 캐소드 전극으로 사용한 연료전지는 구리판의 산화 반응에 따른 전압역전현상이 관찰되어 백금판을 전극으로 사용한 연료전지보다 낮은 출력 전압을 나타내었다. 구리판을 전극으로 사용한 경우 전극판의 간격이 작을수록 높은 전압특성을 나타내었고 면적이 넓을수록 최고출력전압이 나타나는 시간이 지연되는 특성을 보였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.3-13
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• 1994

본 논문에서는 진화 프로그래밍을 이용한 다기준 퍼지제어(MFC : Multicriteria Fuzzy Control)를 제안한다. MFC의 기본적인 아이디어는 출력응답의 속성을 분석하여 기존의 퍼지 제어에 퍼지 척도와 퍼지 적분 이론을 적용한 것이다. 퍼지 적분 평가를 위해서 rise time, overshoot, settling time의 세가지 속성이 사용된다. MFC를 통해서 이 세가지 속성을 조정할 수 있다. 진화 프로그래밍은 원하는 조정 특성을 갖도록 MFC의 퍼지 척도를 최적화한다. 모의 실험을 통해서 제안된 방법이 기존의 퍼지 제어보다 우수함을 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.648-654
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• 2004

반도체 제조 장비에서 가스의 질량 흐름 제어기(Mass Flow Controller: MFC)가 차지하는 비중은 매우 크다. 가스의 흐름 제어가 곧 반도체 소자의 품질 및 수율을 결정하는 중요한 요소이기 때문이다. 따라서 MFC의 고속, 고정밀 제어를 구현하기 위한 요구가 높아지고 있다. MFC의 제어 알고리즘에 관한 연구 선례는 찾아보기가 매우 힘들다. 그러나 일반적으로 PID 제어 알고리즘을 사용되는 것으로 알려지고 있다. MFC 제어의 어려움은 열에 의해 흐름을 감지하는 시스템일 경우 느린 응답 특성과 비선형성을 포함한다는 데 있다. 본 논문에서는 기존의 PID 알고리즘 보다 더 우수한 성능을 보이는 MFC 제어 알고리즘을 제시하고 실험을 통해 그 우수성을 보인다. 비선형성과 느린 응답 특성을 보상하기 위하여 퍼지제어 알고리즘을 적용하였으며 그 성능을 현재 상용화된 제품과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 PC와 PC에 장착된 데이터 획득 보드를 통하여 제어루프를 형성하였고, PC상에서 LabWindows/CVI 프로그램으로 제어알고리즘을 구현하였다. 또한, 느린 응답 특성이 존재하는 센서출력으로부터 실제의 흐름을 추정하는 하나의 방법도 제시하였다. 실험결과 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 기존의 제품보다 더 빠르고, 더 정확한 제어성능을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.1-11
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• 2017

본 논문에서는 나노셀룰로오스의 일종으로 최근 가장 주목을 받고 있는 소재인 마이크로피브릴화 셀룰로오스에 대하여 살펴보았다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 리그노셀룰로오스계 바이오매스의 셀룰로오스에서 유래한 섬유로 풍부하고, 재생가능하며, 지속 가능한 천연 소재의 일종이다. 주로 물리적 전처리에 의해 생성되며, 나노미터에서 마이크로미터에 이르는 다양한 소섬유들의 결합으로 이루어져 있다. 이로 인해 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 높은 표면적과, 높은 aspect ratio, 그리고 특이적인 용해성을 가지게 되고, 이는 전통적인 목재 산업 뿐만 아니라, 최신식의 식품/바이오/화학/의료 산업에 이르는 다양한 영역에의 적용 가능성을 보여주는 주요한 원인이 된다. 한편 이러한 응용력에도 불구하고, 아직 마이크로피브릴화 셀룰로오스는 제조 시 필요한 높은 에너지량과 반응성 조절의 어려움 때문에 상업적으로 많은 주목을 받지 못하고 있다. 따라서, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 기질에 대한 특성을 이해 및 구체화하고, 마이크로피브릴화 셀룰로오스의 피브릴화도를 선택하며, 표면의 개량을 선택적으로 조절할 수 있는 시스템을 개발하는 연구가 필요할 것이다. 마이크로피브릴화 셀룰로오스가 향후 우리나라의 산업 전반에 걸쳐 활용될 수 있기를 기대해 본다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.893-894
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• 2013

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.587-595
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• 2007

Performance evaluation of advanced piezoelectric composite actuator is conducted with its application of structural vibration control. Characteristics of MFC(macro fiber composite) actuator are investigated by comparing traditional piezoceramic patch actuator. Finite element modeling is used to obtain equations of motion and boundary effects of smart hull structure with MFC actuator. Dynamic characteristics of the smart hull structure are studied through modal analysis and experimental investigation. LQG control algorithm is employed to investigate active damping of hull structure. It is observed that vibration of hull structure is suppressed effectively by the MFC actuators.