• 한국통신학회논문지
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• 제40권8호
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• pp.1560-1566
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• 2015

차세대 무선 통신 시스템에서는 효율적인 전력 사용을 위해서 서비스를 받지 않는 수신기는 송신기로부터 전송되는 신호를 이용하여 전력을 획득할 수 있는 환경을 고려하고 있다. 본 논문에서는 최적화 기법을 이용하여 시스템의 총 데이터 전송률과 전력 획득량을 동시에 최대화할 수 있는 서브 채널 및 파워 할당 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안 기법은 시스템의 총 데이터 전송률과 전력 획득량을 균형있게 증가시킴을 보였다. 특히, 제안 기법은 기존 기법에 비해 미미한 데이터 전송률 저하를 보이지만 전력 획득량은 크게 증가시켜 효율적인 전력 사용을 가능하게 함을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.305-314
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• 2017

단독의 파력발전변환장치를 설치하는 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있으므로 기존 혹은 신설의 방파제에 적용하여 파랑제어와 파랑에너지의 이용을 동시에 도모하는 방식이 많이 추진되어 왔다. 본 연구는 전편의 연구(Lee et al., 2014)에서와 같이 부유식방파제로 연구 개발된 공기주입식 부유식방파제에 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 경우를 대상으로 부유식방파제로의 기능과 파력발전장치로의 기능을 병행하여 검토하였다. 여기서, 전편의 연구(Lee et al., 2014)에서는 공기실내에서 공기의 동적거동에 단열변화에 따른 압축성을 고려한 반면에 본 연구에서는 비압축성의 경우에 구조물의 고정시 혹은 부유시에 각각에 대한 파랑변형율, 공기흐름속도 및 구조물의 운동을 검토하였으며, 공기의 동적거동에 대한 압축성의 고려여부에 따른 결과의 차이를 논의하였다. 수치해석법으로는 선형속도포텐셜이론에 기초한 경계요소법을 적용한다. 얻어진 모든 해석결과에 따르면 공기압축성을 고려한 전편의 연구와 거의 동일한 결과를 나타내었으며, 따라서 공기실내에서의 공기거동해석에 압축성을 고려하지 않는 본 해석이 보다 효율적이고, 유용한 것으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권8호
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• pp.2743-2750
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• 2011

Lanthanide(III)-cored complex as a wavelength conversion material has been successfully designed and synthesized for highly efficient dye-sensitized solar cells, for the first time, since light with a short wavelength has not been effectively used for generating electric power owing to the limited absorption of these DSSCs in the UV region. A black dye (BD) was chosen and used as a sensitizer, because BD has a relatively weak light absorption at shorter wavelengths. The overall conversion efficiency of the BD/WCM device was remarkably increased, even with the relatively small amount of WCM added to the device. The enhancement in $V_{oc}$ by WCM, like DCA, could be correlated with the suppression of electron recombination between the injected electrons and $I_3{^-}$ ions. Furthermore, the short-circuit current density was significantly increased by WCM with a strong UV light-harvesting effect. The energy transfer from the Eu(III)-cored complex to the $TiO_2$ film occurred via the dye, so the number of electrons injected into the $TiO_2$ surface increased, i.e., the short-circuit current density was increased. As a result, BD/WCM-sensitized solar cells exhibit superior device performance with the enhanced conversion efficiency by a factor of 1.22 under AM 1.5 sunlight: The photovoltaic performance of the BD/WCM-based DSSC exhibited remarkably high values, $J_{sc}$ of 17.72 mA/$cm^2$, $V_{oc}$ of 720 mV, and a conversion efficiency of 9.28% at 100 mW $cm^{-2}$, compared to a standard DSSC with $J_{sc}$ of 15.53 mA/$cm^2$, $V_{oc}$ of 689 mV, and a conversion efficiency of 7.58% at 100 mW $cm^{-2}$. Therefore, the Eu(III)-cored complex is a promising candidate as a new wavelength conversion coadsorbent for highly efficient dye-sensitized solar cells to improve UV light harvesting through energy transfer processes. The abstract should be a single paragraph which summaries the content of the article.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권5호
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• pp.208-212
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• 2018

Microbial fuel cell (MFC) technology has been attractive since it can not only treat organic waste in an eco-friendly way by digesting it but also generate electricity by the unique metabolic process of microbes. However, it hasn't been employed in practical use until now because it is hard to integrate a small electricity up to an adequate amount of electric power and difficult to keep its bio-electric activity consistent. In this study, we combined an energy harvester with MFC (MFC-EH) to make the power-integration convenient and developed an energy self-sustainable wireless sensor system driven by a stable electric power produced by MFC-EH. Additionally, we build the low power application measuring data to be cast by the web in real-time so that it can be quickly and easily accessed through the internet. The proposed system could contribute to improvement of waste treatment and up-cycling technologies in near future.

• 센서학회지
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• 제29권5호
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• pp.293-302
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• 2020

Food safety has emerged as a growing concern for human health in recent times. Consuming contaminated food may lead to serious health problems, and therefore, a system for monitoring food freshness that is both non-detrimental to the quality of food and highly accurate is required to ensure that only high-quality fresh food packages are provided to the customers. This paper proposes a method to monitor and detect food quality using a compact smart sensor tag. The smart tag is composed of three ultra-low-power sensors, which monitor four major indicators of food freshness: temperature, humidity, and the concentrations of ammonia and hydrogen sulfide gases. An RF energy scavenging circuit is integrated into the smart sensor tag to harvest energy from radio waves at a high frequency of 13.56 MHz to supply sufficient power to the tag. Experimental results show that the proposed energy harvester can efficiently obtain energy at a distance of approximately 40 cm from a 4 W reader. In addition, the proposed smart sensor tag can operate without any battery, thereby eliminating the requirement of frequent battery replacement and consequently decreasing the cost. Meanwhile, the freshness of preserved pork is continuously monitored under two conditions--room temperature and refrigerator temperature--both of which are the most common temperatures under which food is generally stored. The food-monitoring experiments are conducted over a period of one week using the proposed battery-less tag. Based on the experimental results, the food assessment is classified into four categories: fresh, normal, low, and spoiled.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.484-487
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• 2015

본 논문에서는 진동에너지와 빛에너지를 이용한 MPPT 기능을 갖는 이중 입력 충전기 회로를 제안한다. 빛에너지는 photovoltaic cell로부터 수확하고, 진동에너지는 piezoelectric cell로부터 수확하여 각각 커패시터에 저장된다. Charger 블록에 의해 배터리 전압이 승압되며 이때 두 가지 에너지원이 모두 입력으로 사용되어 충전하게 된다. 승압하는 방법은 DC-DC boost converter를 사용하였으며 시간 구간에 따라 하나의 인덕터를 공유하는 방법을 적용하였고, 진동에너지와 빛에너지를 입력으로 사용하는 비율은 8:1로 설계하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계하였고 배터리 관리블록에 의해 배터리 커패시터의 충전 상태가 제어되며 최대 3V의 전압까지 충전할 수 있다. 설계된 회로의 최대 효율은 88.56%이며, 칩 면적은 패드를 포함하여 $1230um{\times}1330um$이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3357-3362
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• 2014

본 연구에서는 자동차가 노면을 주행 시 발생되는 진동에너지를 수집하여 차량의 배터리를 자가 충전할 수 있는 현가장치에 적용 가능한 공진형 선형 발전시스템을 설계하였다. 논문에서 제안된 선형 발전기는 기존의 발전기들과는 달리, 비교적 작은 에너지 원천인 노면의 진동에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 공진 현상을 최대한 활용하는 설계를 지향했으며, 한정된 공간인 차량 현가장치에서의 선형 발전기의 발전 효과 검증 및 향후 연구 진행의 가능성을 판단하기 위해 수치해석적 방법을 활용하여 시스템의 동적 해석을 위한 기본 입력 속도를 도출하고 시스템의 목표인 발전 기능에 대한 예측을 위해 전자기 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서 정상적인 발전 기능의 가능성을 확인한 공진형 선형 발전 시스템이 최근 자동차 산업의 큰 주축을 이루고 있는 하이브리드형 자동차 및 전기 자동차에 적용된다면, 각종 전장장치 및 배터리의 구동 및 성능유지에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권3호
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• pp.858-864
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• 2014

Recently, many researches have shown that even photosynthetic light-harvesting pigment-protein complexes can have quantum coherence in their excitonic energy transfer at cryogenic and physiological temperatures. Because the protein supplies such noisy environment around pigments that conventional wisdom expects very short lived quantum coherence, elucidating the mechanism and searching for an applicability of the coherence have become an interesting topic in both experiment and theory. We have previously studied the quantum coherence of a phycocyanin 645 complex in a marine algae harvesting light system, using Poisson mapping bracket equation (PBME). PBME is one of the applicable methods for solving quantum-classical Liouville equation, for following the dynamics of such pigment-protein complexes. However, it may suffer from many defects mostly from mapping quantum degrees of freedom into classical ones. To make improvements against such defects, benchmarking targets with more accurately described dynamics is highly needed. Here, we fall back to reduced hierarchical equation of motion (HEOM), for such a purpose. Even though HEOM is known to applicable only to simplified system that is coupled to a set of harmonic oscillators, it can provide ultimate accuracy within the regime of quantum-classical description, thus providing perfect benchmark targets for certain systems. We compare the evolution of the density matrix of pigment excited states by HEOM against the PBME results at physiological temperature, and observe more sophisticated changes of density matrix elements from HEOM. In PBME, the population of states with intermediate energies display only monotonically increasing behaviors. Most importantly, PBME suffers a serious issue of wrong population in the long time limit, likely generated by the zero-point energy leaking problem. Future prospects for developments are briefly discussed as a concluding remark.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.45-53
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• 2016

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 간단한 구조와 적은 비용으로 출력을 안정화시키기 위해 전력변환기인 DC-DC 부스트 변환기의 출력 단에 PMU (Power Management Unit)를 이용하는 구조를 제안하였다. 또한, 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 시스템의 효율을 향상시키기 위해 FOC (Fractional Open Circuit) 방식의 MPPT 제어회로를 설계하였다. 진동소자 (PZT)에서 출력되는 AC 신호는 AC-DC 변환기를 통해 DC 신호로 변환되며, DC-DC 부스트 변환기를 거쳐 승압되고, PMU에 의해 듀티 (duty)를 갖는 안정화된 신호로 변환되어 부하로 공급된다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 이용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $915{\mu}m{\times}895{\mu}m$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 전체회로의 최대 전력효율은 83.4%이다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.86-91
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• 2010

In this paper, we introduce UFSN (Underground Facility Sensor Network) in order to build the intelligent management system for the underground facility and drainage in convergence with ubiquitous technologies. and propose the three type of UFSN.