• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.525-530
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• 2019

고체산화물 연료전지의 성능과 안정성은 전극의 기공률, 기공 분포와 전해질의 치밀도, 두께에 따라 결정 된다. 연료극의 기공률과 기공 분포는 활성면적와 연료 흐름에 영향을 주고, 전해질의 치밀한 미세구조와 두께는 단위전지의 Ohmic 저항에 영향을 준다. 하지만 이를 위해 값 비싼 공정 장비를 이용하거나 여러 단계의 제작 공정이 추가 될 경우 단위전지 제작비가 증가하므로 상업화를 목표로 하는 연구에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 상용 소재 기반의 NiO-YSZ 연료극을 선정 후 간단한 혼합 방법 및 일축가압 성형법과 담금코팅(dip coating) 공정을 사용하여 저비용 고효율의 세라믹 공정 기반의 고성능 단위전지를 제작하였다. 연료극의 기공률은 기공형성제로서 사용되는 카본 블랙(CB, carbon black)의 첨가량(10~20 wt%)과 최종 소결온도($1350{\sim}1450^{\circ}C$)를 변경하며 제어하였고, YSZ 전해질의 두께와 미세구조는 담금코팅 슬러리의 고상 분말량(YSZ, 1~5 vol%)을 제어하여 치밀한 박막의 전해질을 구현하고자 하였다. 그 결과 Ni-YSZ 연료극에서 최적의 값으로 잘 알려진 40%의 기공률은 카본 블랙을 15 wt% 첨가하고최종소결온도를 $1350^{\circ}C$로설정함으로써얻을수있었다. 담금코팅을통한 YSZ 두께는 $2{\sim}28{\mu}m$까지 제어가 가능하였고, 3 vol%의 고상분말량에서 치밀한 전해질 미세구조가 형성되었다. 최종적으로 40%의 기공률을 갖는 Ni-YSZ 연료극, $20{\mu}m$ 두께의 치밀한 YSZ전해질, LSM-YSZ 공기극으로 구성된 단위전지는 $800^{\circ}C$에서 $1.426Wcm^{-2}$의 우수한 성능을 얻을 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권8호
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• pp.229-235
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• 2019

인터넷을 비롯한 광대역 멀티미디어 수요가 폭발적으로 증가함에 따라 스마트폰, IPTV, VoIP, VOD, 클라우드 등의 새로운 서비스의 등장으로 유발된 데이터 통신량의 폭주로 가입자망의 고도화가 통신 산업에서 가장 큰 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 파장분할다중방식(Wavelength Division Multiplexing, WDM) 수동형 광가입자망(Passive Optical Network, PON)의 국사 광역화와 광코어 절감을 위한 1기가급 Reach Extender(RE) 기술에 대한 개발을 시도하였다. 특히, 시장 경쟁력을 강화하기 위하여 광부품의 저가화와 소형화, 집적화, 소비 전력 폭주를 대처하기 위한 저전력화 등을 고려하였다. 또한, 기존 PON망에 RE 기술을 이용하여 전송 거리 확장 기술 개발 및 광선로의 용량 증가 기술 개발을 통한 신뢰성 기술, 원격관리 기술을 통합하여 일괄 시스템 개발을 완료하였다. 개발 시스템을 이용하여 기존 상용 1G PON 장비들과의 시스템 연동을 기반으로 개발 시스템을 이용한 국사 광역화와 광코어 절감을 이룬 것에 그 가치를 둘 수 있다. 본 연구를 기반으로 10G PON 기술 개발에 대한 연구를 진행 중이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.485-492
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• 2021

50kW 또는 그 이하의 정격용량을 갖는 풍력터빈은 일반적으로 소형풍력으로 간주한다. 소형풍력터빈은 독립형 전력시스템과 가전제품, 독립적인 적용 및 에너지저장장치, 태양광, 소수력, 디젤엔진과 같은 다른 에너지 기술을 조합하여 동시에 사용할 수 있는 매력적인 대체품이다. 연구목적은 터빈블레이드 제작법과 구조가 가능한 상업용 개발과정과 유사성을 갖도록 50kW급 풍력터빈 블레이드를 개발하기 위한 것이다. 목함에 기반하여 제작된 몰드기법은 탄소섬유와 열경화성 수지인 유리섬유를 사용한 경량설계, 다중부목, 오목성을 유지하기 위하여 채택한다. 수 작업형 시제품 제조법은 공기역학적인 평판형의 반복적인 설계를 통해서 단주기를 갖는 고밀도 형상 몰드를 사용하여 개발한 것이다. 5개의 블레이드 생산공정을 통하여 제작하고, 블레이드의 주요 구성요소는 IEC-61400-23 규정에 따라 설계의 적절성을 검증하기 위하여 시험하며. 또한, 개발된 블레이드를 갖는 풍력시스템은 성능특성을 검증하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 따라 시험한다. 블레이드와 터빈시스템의 시험결과는 상업운전에서 요구되는 유효한 설계조건을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.777-783
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• 2021

항공기는 기동 중 다양한 진동의 영향을 받게 된다. 이러한 진동들은 상황에 따라서는 항공기 생존에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로 항공기에 적용되는 구성품들은 랜덤 진동해석을 통해 다양한 진동 조건에 대한 안전성이 입증되어야 한다. 본 연구에서는 상용 소프트웨어인 MSC.Random을 사용하여 랜덤진동 조건에서 군용항공기 외부연료탱크와 파일런에 대한 구조 강건성을 평가하였다. 랜덤 진동해석은 경계조건 지점에 단위하중을 부과하여 주파수 응답해석을 수행한 후 파워 스펙트럼 밀도 프로파일로 가진하게 되는데, 이 과정에서 필요한 모드 데이타는 모달해석 방법을 통해 추출하였다. 그리고, 랜덤진동 조건으로 미국 국방환경규격에서 규정하고 있는 랜덤 진동 프로파일을 적용하였고, G 단위로 주어진 파워 스펙트럼 밀도 프로파일을 중력가속도 단위로 변환하여 사용하였다. 수치해석 결과로, x축, y축 및 z축 방향에서의 랜덤 가진에 대해 수치해석 모델을 구성하는 빔 요소, 쉘 요소 그리고 솔리드 요소의 안전여유를 파악하여 본 논문에서 다루고 있는 군용 항공기에 장착되는 외부연료탱크와 파일런의 구조 강건성을 평가하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.31-37
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• 2021

산업의 발전으로 도시화로 인해 건물의 규모가 커지면서, 건물의 공기 정화 및 쾌적한 실내 환경을 유지의 필요성 또한 증가하고 있다. 냉동 시스템의 모니터링 기술의 발전으로 건물 내에 발생하는 전력 소모량을 관리할 수 있게 되었다. 특히 상업용 건물에서 발생하는 전력 소모량 중 약 40%가 냉동 시스템에서 일어난다. 따라서 본 연구 냉동시스템 고장진단 알고리즘을 개발하기 위해서 냉동시스템의 구조를 이해하고, 냉동 시스템의 운영과정에서 발생하는 데이터를 수집 분석하여 다양한 유형과 심각도를 가지는 고장 상황을 조기에 신속하게 탐지 분류하고자 하였다. 특히 분류가 어려운 고장 유형들의 분류 정확도를 향상시키기 위하여 3단계 진단 및 분류 알고리즘을 개발하여 제안하였다. 다수의 실험과 초모수 (hyper parameter) 최적화 과정을 거쳐 각 단계에 적합한 분류 모형으로 SVM과 LGBM에 기반 한 모형을 제시하였다. 본 연구에서는 고장에 영향을 미치는 특성을 최대한 보존하면서, 선행연구에서 어려움을 겪었던 냉매 관련 고장을 포함한 모든 고장 유형을 우수한 결과로 도출하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.148-158
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• 2022

The electrochemical CO₂ reduction (ECR) to produce value-added fuels and chemicals using clean energy sources (like solar and wind) is a promising technology to neutralize the carbon cycle and reproduce the fuels. Presently, the ECR has been the most attractive route to produce carbon-building blocks that have growing global production and high market demand. The electrochemical CO₂ reduction could be extensively implemented if it produces valuable products at those costs which are financially competitive with the present market prices. Herein, the electrochemical conversion of CO₂ obtained from flue gases of a power plant to produce diesel and formic acid using a consistent techno-economic approach is presented. The first scenario analyzed the production of diesel fuel which was formed through Fischer-Tropsch processing of CO (obtained through electroreduction of CO₂) and hydrogen, while in the second scenario, direct electrochemical CO₂ reduction to formic acid was considered. As per the base case assumptions extracted from the previous outstanding research studies, both processes weren't competitive with the existing fuel prices, indicating that high electrochemical (EC) cell capital cost was the main limiting component. The diesel fuel production was predicted as the best route for the cost-effective production of fuels under conceivable optimistic case assumptions, and the formic acid was found to be costly in terms of stored energy contents and has a facile production mechanism at those costs which are financially competitive with its bulk market price. In both processes, the liquid product cost was greatly affected by the parameters affecting the EC cell capital expenses, such as cost concerning the electrode area, faradaic efficiency, and current density.

• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.481-488
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• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.989-996
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• 2022

꽃은 특유의 모양, 색, 향, 맛으로 인한 시각적, 후각적 관능성이 우수하며, 최근에는 식용 꽃을 이용한 다류, 음료 제품이 사회적 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 23종의 국내 시판 꽃차를 대상으로 메탄올 추출물을 조제한 후, 이들의 명도, 황색도, 적색도 및 식용 타르색소 함유 여부를 조사하여, 개별 꽃차 특유의 색차를 비교 분석하고 타르색소를 포함하지 않음을 확인하였다. 23종 꽃차 추출물의 총 폴리페놀 평균 함량은 80.2±50.92 mg/g이었으며, 진달래, 매화, 메밀, 목련 및 살구꽃 추출물에서 150 mg/g 이상의 매우 높은 함량을 보였다. 총당 함량 분석결과 케모마일(610.6), 국화(550.2), 동백(417.0) 및 원추리꽃(401.0) 추출물에서 400 mg/g 이상의 높은 함량을 확인하였으며, 23종 꽃차 추출물의 평균 함량은 187.4±166.5 mg/g으로 매우 큰 편차를 보였다. 항혈전 활성 평가결과, 장미꽃 추출물이 가장 우수한 항응고 활성을 나타내었으며, 달맞이, 동백, 히비스커스 및 메밀꽃 추출물에서는 강력한 트롬빈 저해 및 혈액응고인자 저해를 동시에 나타냄을 확인하였다. 또한 장미, 금잔화, 메밀, 목련, 동백 및 진달래꽃에서 강력한 항산화 활성을 확인하였다. 따라서 장미, 동백 및 메밀꽃은 새로운 항혈전 기능성 식품 소재로 개발 가능함을 확인하였다.

• 해양안보
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• 제4권1호
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• pp.83-113
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• 2022

중국의 해상 민병대는 긴 역사에 비해 잘 알려지지 않았으나, 최근 주변국과의 다양한 해양 분쟁을 통해 주변국들의 우려와 심각한 위협으로 부상하고 있다. 따라서, 현 시점에서 중국 해상 민병대의 실체에 대한 명확한 이해가 필요할 때이다. 중국 해상 민병대의 편성과 역할 검토를 통해 중국의 해상 민병대는 '중국의 해양이익 보호와 신장을 위한 해상 민병대의 기여'라는 목적에 맞춰 중국 정부와 인민해방군에 의해 조직적으로 관리되고 운용되는 조직이라는 것을 알 수 있었다. 또한, 중국의 해상 민병대가 운용 되었던 주변국과의 해양 분쟁 사례 검토를 통해 이들의 위협요인을 도출할 수 있었다. 첫 번째, 중국 해상 민병대는 '회색지대전략'을 수행하며, 두 번째, 정부와 인민해방군의 지원을 받는 체계화된 조직이다. 세 번째, 전 세계에서 가장 큰 규모의 민병조직으로 간과할 수 없는 해양세력이며, 네 번째, 생업 종사와 해상 민병이라는 이중임무 수행이 가능한 전략적 유연성을 갖추고 있다는 점이다. 중국 해상 민병대의 위협은 남중국해에 위치한 동남아시아 국가들만의 문제가 아니다. 우리나라도 이어도 문제, 서해 해상 경계선 획정 문제 등 중국과의 해양 분쟁에서 자유로울 수만은 없는 국가이다. 따라서 중국과 발생할 수 있는 가장 가능성 높은 2가지 사례에 대해 시나리오 기법 분석을 통해 예상 시나리오와 대응방안을 살펴보았다. 마지막으로, 중국 해상 민병대의 실체를 직시하고 이들이 향후 어떻게 운용 및 발전될 것이며, 우리는 어떻게 대응해 나가야 할 것인지에 대한 고민을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.283-291
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• 2022

재생에너지의 보급과 기후변화를 대응하기 위한 해결책으로 수소에너지에 대한 관심이 늘어나고 있다. 수소는 미이용 전력을 대용량 장주기로 저장하기에 가장 적합한 수단이며 이러한 수소를 생산하는 기술 중 수전해는 물에 전기에너지를 인가하여 수소를 생산하는 친환경적 수소생산 기술로 알려져 있다. 수전해의 구성 요소 중 분리막은 음극과 양극을 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 생성되는 수소와 산소의 섞임 현상을 방지하며 이온의 전달을 가능하게 하는 복합적인 역할을 수행한다. 특히 기존의 수전해 기술들의 단점을 보완할 수 있는 차세대 음이온 교환막 수전해에서의 핵심은 우수한 음이온 교환막을 확보하는 것이다. 높은 이온 전도성과 알칼리 환경에서 우수한 내구성을 동시에 가지려는 많은 연구들이 진행되고 있으며 다양한 소재에 대한 탐색이 이루어지고 있다. 본 총설에서는 상용 블록 공중합체인 Polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS)를 기반으로 하는 음이온 교환막에 대한 연구에 대해 살펴보며 최신 연구 동향과 앞으로 나아가야할 점에 대해 논하고자 한다.