• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.364-368
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• 2021

We developed a highly efficient organic photovoltaic (OPV) cell with a poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]:[6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester active layer for harvesting lower-intensity indoor light energy to power various self-powered sensor systems that require power in the microwatt range. In order to achieve higher power conversion efficiency (PCE), we first optimized the thickness of the active layer of the OPV cell through optical simulations. Next, we fabricated an OPV cell with optimized active layer thickness. The device exhibited a PCE of 12.23%, open circuit voltage of 0.66 V, short-circuit current density of 97.7 ㎂/cm², and fill factor of 60.53%. Furthermore, the device showed a maximum power density of 45 ㎼/cm², which is suitable for powering a low-power (microwatt range) sensor system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1033-1041
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• 2012

본 논문에서는 석탄의 물리적 화학적 구조에 의한 직접탄소 연료전지 내부의 전기화학 반응 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 석탄의 구조, 표면적 및 기공체적, 작용기의 분포 등을 분석하기 위하여 다양한 분석 기법(TGA, XRD, BET, XPS)을 사용하였다. 석탄 내부에 존재하는 탄소의 강력한 결정구조는 연료의 비표면적 및 기공크기를 축소시켜 고 전류밀도 영역에서 급격한 포텐셜의 감소를 초래한다. 표면에 분포하는 작용기는 저전류 밀도 영역에서의 전기화학 반응에 영향을 미치며, 제한 전류밀도 및 최대 전력밀도는 전체 탄소의 양과 밀접한 상관관계를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 전해질의 물질전달 향상 및 작동온도에 의한 영향도 논하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.374-377
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• 2003

본 연구에서 hybridoma 세포는 $K^+$농도를 80 mM까지 높인 배지에 적응시켰다. $K^+$ 80 mM에 적응된 세포는 높은 삼투압과 낮은 pH에서 내성을 가졌다. 적응되지 않은 세포와 $K^+$ 80 mM에 적응된 세포는 Erlenmeyer flask에서 강화 배지로 회분 식으로 배양되었다. 배지의 삼투압이 450 $mOsm/kgH_2O,$일 때 적응되지 않은 세포의 최대 세포 농도가 $4.8{\times}10^5$ cells/ml로 낮은 성장을 보였고, 적응된 세포는 $1.1{\times}10^6$ cells/ml까지 성장하였다. 또한 배지의 초기 pH가 7.0일 때 적응되지 않은 세포는 $5.3{\times}10^5$ cells/ml인 반면, $K^+$ 80 mM에 적응된 세포 농도는 $7.8{\times}10^5$ cells/ml였다. 따라서, 동물세포의 높은 $K^+$농도에의 적응은 세포배양의 한계조건에서 적응되지 않은 세포가 받는 성장 저해를 줄여줄 것이다.

• 상하수도학회지
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• 제20권2호
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• pp.225-234
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• 2006

Characteristics of electricity production from major fermentation products (acetate, propionate and butyrate) were evaluated in a microbial fuel cell (MFC). For each substrate, batch and continuous experiments were performed. The batch test result indicated that coulombic efficiency depended on the resistance connected in MFC circuit. With acetate, coulombic efficiency were 87% at $20{\Omega}$, but decreaced to 45% at$220{\Omega}$. In continuous tests, maximum power densities obtained was 220 Q with acetate. The maximum power densities of butyrate, acetate and propionate were 6.8, 6.1, and $5.2mW/m^2$, respectively. Propionate and butyrate were converted into acetate producing high currents. $H_2$ produced during butyrate and propionate probably used to produce electricity. In conclusion, butyrate conversion into acetate was faster than that of propionate with higher electricity production. If the production of propionate is inhibited during fermentation, anaerobically fermented liguor may be effectively applied for MFC.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.297-301
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• 2012

미생물연료전지는 미생물의 신진대사 활동을 통해 자발적으로 바이오매스를 전기로 전환시키는 바이오 전기화학 시스템이다. 본 연구에서는 미생물 접종원으로 활성슬러지를 사용하였으며, 미생물연료전지의 전기생산을 위한 기질로서 유가공 폐수의 적용 가능성을 검토하였다. 전력발생 장치로서 미생물연료전지의 성능을 파악하고자 전지전위, 전력밀도, 순환전압전류 분석 및 지속가능 전력생산에 관한 특성을 유가공 폐수를 적용하여 평가하였다. Chemical Oxygen Demand (COD) 2650 mg/L의 유가공 폐수를 이용한 미생물연료전지 시스템에서 COD가 88% 제거되었으며, 최대 전력밀도는 $40\;mW/m^2$에 도달하였다. 본 연구 결과로부터 유가공 폐수를 효과적으로 처리하는 동시에 전기를 생산하기 위한 미생물연료전지 기술의 적용 가능성을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권8호
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• pp.199-204
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• 2013

단순한 모델링이 아닌 3차원의 정밀한 모델링을 이용하여 연료전지 내부에서의 상황을 모사하였다. 자동차 엔진, 비행기 등의 설계에 있어서 실제 실험의 횟수를 줄여주기 위하여 매우 정밀한 전산유체역학(CFD)이 사용된다. 본 연구에서는 CD-ADAPCO사의 STAR-CD를 이용하여 고체고분자전해질형 연료전지(PEMFC)의 성능을 분석하였다. PEMFC 단위전지의 형상과 유로의 흐름의 변화에 따른 성능의 영향성을 분석하였다. 그 결과 rectangular cell 의 성능이 square cell 보다 높게 나타났으며 유체흐름의 방향은 성능에 큰 영향을 미치지 못했다. 또한 공기의 과잉률에 따른 전체적인 연료전지의 성능을 비교하였으며, 또한 PEMFC 내부에서의 전류밀도의 분포에 관한 분석을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 그 결과 flip-flow의 경우가 co-flow의 경우에 비하여 최대치와 최고치의 값의 편차가 작은 것으로 확인되어 보다 균일한 분포를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제15권3호
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• pp.14-23
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• 1987

This study was carried out to investigate the anatomical characteristics, the radial and axial variation of the cell dimension and bulk density for four bamboo species used as the major material of bamboo products in Korea; Phyllostachys(P.bambusoides, P.edulis, P.nigra var.henonis, and Pnigra). The results obtained were summarized as follows; 1) In the outer part of culm, the mophological difference of cell diameter and distribution were not acknowledged. However, gum-like substance was occurred In the epidermis, hypodermis, cortex and metaxylem vessel of P.nigra, while it was occured only in the metaxylem vessel of P.edulis. 2) The protoxylem vessel in the central zone of culm-wall could be in the two types; the first type consisted of 4-5 small cell pieces occurred in P.edulis and P.nigra var. henonis, the second type of 1-2 large cell pieces in P.bambusoides and P.nigra. And transition of cell diameter from the vascular bundle sheath to the ground tissue was gradually enlarged in P.nigra and P.edulis but abruptly in P.bambusoides and P.nigra var. henonis. 3) Thin-wall tyloses were well developed in the outer and central zone of culm-wall in four species. 4) Compared with the central part of culm-wall, the number of parenchyma cells and the amount of the vascular bundle sheaths per unit area were a few in the inner part. The inner part nearest to the pith cavity was consisted of thick-well parenchyma cell. 5) The dimensional variations of metaxylem vessel and parenchyma cell in the radial direction were decreased from the inner part to the epidermis in all species observed. 6) The fiber length was the maximum in the central zone and its diameter was increased from the inner part to the outer part. In the axial variation. fiber length was slightly increased from the base and then decresed slowly toward the top, and its diameter was reverse. 7) The axial variation of the bulk density was continuously increased from the base toward the top and its radial variation was rapidly increased from the inner part to the epidermis.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.49-57
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• 2013

In this study, we fabricated a parallelly connected Li-ion battery/supercapacitor hybrid cell to combine the advantageous characteristics of Li-ion battery and supercapacitor, high energy density and high power density, respectively, and investigated its discharging characteristics over a wide temperature range from -40 to $25^{\circ}C$. At the initial state of discharging of the hybrid cell, the power was mostly provided by the supercapacitor and then the portion of the Li-ion battery was gradually increased. By installing a switching system into the hybrid cell, which controls the discharging sequence of Li-ion battery and supercapacitor, the maximum power was improved by 40% compared with non switching system. In addition at low temperatures, the power and discharging time of the hybrid cell were significantly enhanced compared to a battery-alone system. The hybrid cell is expected to be applied in electric vehicles and small domestic appliances that require high power at initial discharging state.

• 한국수산과학회지
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• 제43권4호
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• pp.362-372
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• 2010

In order to understand what leads to the appearance of harmful Chattonella algae in the Yeosu coastal waters of Korea, we measured environmental parameters every week at one station from May to November, 2006, and April to October, 2007. Four species of Chattonella appeared during the monitoring period: C. antiqua, C. globosa, C. marina and C. ovata. The range of water temperature and salinity were $15.0-27.9^{\circ}C$ and 17.6~33.0 psu, respectively, when Chattonella appeared, and their maximum cell density (4,840 cells/L) was at $27.1^{\circ}C$ and 33.0 psu. During the monitoring periods, the range of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate (DIP) and chlorophyll $\alpha$ (Chl-$\alpha$) concentrations in surface waters were $1.20-52.23\;{\mu}M$ ($8.59{\pm}8.97\;{\mu}M$), $0.03-1.56\;{\mu}M$ ($0.47{\pm}0.31\;{\mu}M$) and $0.45-31.12\;{\mu}g/L$ ($3.58{\pm}4.77\;{\mu}g/L$), respectively. Chattonella occurred at low cell density when the Chl-$\alpha$ concentration increased because of supplied nutrients, whereas their cell density increased during the periods of rapid decrease in Chl-$\alpha$. The results of growth experiments based on batch culture showed that the half saturation constant ($K_s$) of C. antiqua on ammonium (${NH_4}^-$), nitrate (${NO_3}^-$) and phosphate (${PO_4}^{2-}$) were $3.89{\mu}M$, $5.01\;{\mu}M$ and $0.63\;{\mu}M$, respectively. These Ks values are higher than those reported for diatoms and other flagellates at the DIP concentration (average $0.47{\mu}M$) of Yeosu coastal waters. Although the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) of C. antiqua was lower than diatoms, it was higher than those of other flagellates. Therefore, our results indicate that the DIP level in the study area was too low to support Chattonella blooms, although Chattonella species have physiological characteristics that enable them to grow more rapidly than other flagellates when nutrient levels are higher than their $K_s$.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-6
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• 2014

팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 복합 산화전극을 나피온용액에 다양한 비율로 에폭시를 혼합한 결합제를 이용하여 제작하였으며, 산화전극 결합제에 함유된 에폭시량이 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 결합제에 에폭시의 함량이 증가함에 따라 산화전극 구성 물질들의 물리적 부착력은 점차 증가하였으나, 활성화저항과 오옴저항의 증가로 인한 내부저항이 증가하였다. 산화전극 결합제로 에폭시를 혼합하지 않고 나피온용액 만을 사용한 대조구의 경우 $1,892mW/m^2$에 달하였으나 산화전극 결합제에 에폭시 함량이 증가함에 따라 미생물연료전지의 최대전력밀도는 점차 감소하였다. 산화전극 결합제에 에폭시함량이 50%일 때 최대전력밀도는 $1,425mW/m^2$로서 대조구의 75.3%까지 감소하였으나, 고가의 나피온용액 사용량을 감소시키고 산화전극 결합제의 물리적 부착력을 높일 수 있다는 측면에서 고려할 때 나피온용액과 에폭시를 같은 비율로 혼합한 물질은 산화전극결합제로서의 좋은 대안이 될 수 있는 것으로 판단된다.