랩온어칩 전원공급을 위한 튜브형 고분자전해질 연료전지와 일회용 수소발생기에 관한 연구

김광호 강원대학교 대학원 2009 국내석사

본 연구에서는 기존의 다층 평판형 고분자전해질 연료전지에서 사용되었던 이극판과 가스확장층이 없는 단순한 구조의 튜브형 고분자전해질 연료전지를 제안하였고, 튜브형 고분자전해질 연료전지를 일회용 수소발생기와 결합하여 랩온어칩(Lab-on-a-Chips; LOC)의 전원공급을 위한 파워소자를 개발하였다. 튜브형 고분자전해질 연료전지의 단위셀은 상용 전해질-전극 접합체(PRIMEA -5510, Gore Inc.)를 사용하여 그 크기가 약 0.033cc(직경-1.52㎜, 길이-14㎜)가 되도록 제작하였다. 연료로 사용되는 수소는 알루미늄과 수산화나트륨 수용액의 반응을 이용한 수소발생기를 통하여 공급하였으며, 환원제인 산소는 대기중 공기를 사용하도록 설계하였다. 튜브형 고분자전해질 연료전지 단위셀은 은 페이스트를 이용한 은(Ag) 집전 전극과 진공 증착 공정을 이용한 박막 금(Au) 집전 전극 두 가지로 제작하였다. 브러싱(brushing) 공정으로 제작된 은 집전 전극을 가진 단위셀은 집전 전극의 면적이 증가됨에 따라 최대전력밀도가 증가되었으며, 전해질-전극 접합체 면적과 집전 전극 면적의 비가 40%인 경우에서 최대 전력을 생산하였다. 진공 증착 공정으로 전해질-전극 접합체에 직접 박막 금 집전 전극이 형성된 단위셀은 성능의 재현성이 은 집전 전극보다 우수하였으며, 또한 24℃의 온도, 5㎖/min의 수소 유량에서 0.88V의 개방전압(Open Circuit Voltage; OCV)과 0.38V에서 16.1㎽/㎠의 최대전력밀도를 나타내었다. 아크릴로 제작된 수소발생기는 92㎎의 알루미늄을 소모하면서 약 27분간 총 57㎖의 수소를 생성하였다. 실험결과에 따르면 수소발생기를 통해 생성된 수소는 박막 금 집전 전극이 형성된 단위셀에 공급되어 4.01㎽(0.46V)의 전력을 27분 동안 일정하게 유지함을 확인하였다. 튜브형 고분자전해질 연료전지의 직렬연결실험에서는 3개의 은 집전 전극이 형성된 단위셀을 직렬로 연결하여 PDMS(polydimethylsiloxane)로 제작된 수소발생기를 통해 약 10분간 LED(2.5㎽@1.8V)를 동작시켜, 랩온어칩의 전력원으로써의 가능성을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서는 실험을 통해 제안하는 튜브형 고분자전해질 연료전지와 일회용 수소발생기가 외부의 부가적인 에너지공급 없이 25분 이상 수 ㎽의 전력을 생산하여 랩온어칩과 같은 일회용 미세종합분석시스템의 전력원으로 사용가능함을 검증하였다.

어린이집 運營프로그램의 認識에 관한 硏究

김광호 대구대학교 1992 국내석사

신경회로망과 퍼지전문가 시스템을 적용한 하이브리드형 단기 전력수요예측 모델에 관한 연구

김광호 서울大學校 大學院 1994 국내박사

유방 촬영용 엑스선 장치의 위험관리 절차 가이드

김광호 아주대학교 2017 국내석사

엑스선장치를 통한 의료영상은 환자의 정확한 진단과 치료에 있어 현대의학에서 가장 중요한 의료 행위 중 하나이다. 이러한 영상을 이용한 진단과 치료의 긍정적 역할은 검사장비· 검사방법 및 영상판독이나 시술의 적정성을 전제로 가능하며, 적절치 못한 영상검사는 오히려 오진의 위험, 중복검사 및 이로 인한 불필요한 방사선피폭, 불필요한 의료비 지출 등 국민보건에 악영향을 미칠 수 있으므로 의료영상장치의 적절한 품질관리는 국민의 건강권 유지에 있어 필수적이라 할 수 있다. 최근 의료기술의 발달과 함께 특수 및 고가 의료장비의 도입이 증가하고 이로 인한 의료비의 증가와 함께 환자 안전에 대한 우려도 증가하고 있다. 따라서 특수의료장비의 적정한 수급 및 품질관리의 필요성이 대두되었고 이에 의료장비 관리체계의 구축, 관리대상 장비의 확대, 품질 검사기준 강화 등의 개선 방안이 필요하다. 엑스선 영상 촬영장치 중 유방 촬영용 엑스선 장치는 국내 전체 암 중의 여성암 발생 1위를 차지하는 유방암의 검사를 위해 권장 사용하는 장치이다. 현대 의학에서 진단에 중요한 역할을 하고 적절한 관리가 이루어지지 않는다면 환자에게 위해를 가할 수 있는 장치라고 할 수 있다. 본 연구는 먼저 국내·외 최신 기술개발 동향 및 작동원리 등 기술특성 조사를 통해 유방 촬영용 엑스선 장치의 현황을 파악하고 있다. 문헌 및 유사 국제규격 등의 분석을 통한 성능 관련 시험항목, 시험기준 및 평가 방법을 도출하였다. 장치의 위험관리절차 적용 항목 및 예시 도출을 통한 위험관리 가이드를 제시하였다.

중등학교 교사 양성 교육과정 개선 방안 연구

김광호 부산대학교 2011 국내석사

초고속 정보통신설비의 뇌서지 피해현황 분석 및 보호대책

김광호 연세대학교 공학대학원 2009 국내석사

초고속 정보통신 설비가 보급되기 시작한지도 10년이 넘어가고 있다. 현대사회의 통신네트워크는 거미줄처럼 복잡 다양하게 구성되어 있으며 언제 어디서나 누구든지 접속 가능한 유비쿼터스 환경으로 구축되고 있다.초고속 정보통신망 구축을 위해 가입자 단말기 근처에 정보통신 설비를 설치하는데 이같은 국사외 전진배치시설은 해마다 증가하고 있으며 안정적인 운용을 위해서는 전원의 품질 및 설치환경 온습도가 중요한 역할을 하나 분산설치로 인해 운용에 상당히 어려움을 격고 있으며 특히 여름철 발생하는 뇌서지는 전원측이나 통신선로로 침입하여 누전차단기의 오동작이나 장비의 고장으로 이어져 복구에 많은 노력과 비용이 발생되고 있으며 이로 인한 통신서비스 장애로 인하여 신뢰도가 저하되고 있다.정보통신 설비의 피해유형은 계절적인 영향으로 인하여 주로 하절기에 집중적으로 발생되고 있으며 일반전화보다 인터넷 회선의 고장률이 3.7배 이상으로 높게 나타나고 있으며 피해유형을 분석하면 누전차단기 오동작에 의한 정전피해가 전체의 80%이상 차지하고 있으며 다음으로 장비고장이 15%정도 차지하고 있다.뇌서지 보호를 위하여 통신설비 전단에 서지보호기를 설치하여 뇌서지를 제한전압 이하로 억제하여 기기를 보호하는데 일부장비에서는 서지보호기 설치 후에도 계속해서 고장이 발생하여 고장원인을 분석하였다.본 연구에서는 고장원인을 분석하기 위해 서지보호기를 분리하여 바리스터 소자의 특성변화 유무를 측정하였으나 서지보호기 기술요구서에서 정한 2kV 이내의 특성을 나타내고 있었으며 고장률과 접지저항과의 관계를 분석하기 위해 보안접지와 통신접지를 측정하여 상관관계를 분석한 결과 보안접지 저항값이 높을수록 고장율이 높게 나타났다. 서지보호기 방전시 장비에 미치는 영향을 분석하기 위해 누설전류의 흐름을 측정한 결과 장비에서 발생된 누설전류가 대지로 방류되지 않고 일부는 접지시스템 내부에서 환류되어 뇌서지 발생시 통신기기에 영향을 주고 있어 장비특성에 맞는 분리시공 접지방법을 제안하였다. More than 10 years have passed since the high-speed information communication facilities first began spreading. Recent communication networks are very complex and varied and are implemented under ubiquitous environments where anyone can access the network at any time.To implement a high-speed information communication network, information communication facilities are installed near subscriber terminals. The number of such facilities installed outside stations has increased every year. The quality of a power source and the temperature and humidity of installation environments are important in achieving reliable operation of communication facilities. However, there are significant difficulties in operating communication facilities due to distributed installation of the facilities. Especially, a lightning surge, which mainly occurs in summer, may enter a communication cable or a power source, causing malfunction of circuit breakers or equipment failure. This requires considerable effort and costs for recovery and causes communication service failure, reducing the reliability of communication facilities or services.Damage to information communication facilities mainly occurs in summer and the rate of failure of Internet facilities including cables is about 3.7 times that of public phone facilities. Analysis of damage types shows that 80 percent of all damage is electricity failure due to malfunction of circuit breakers and the second most frequent damage is equipment failure, which accounts for about 15 percent of all damage.A surge protector is installed at a front side of communication equipment for protection against surge. The surge protector suppresses surge voltage below a limit voltage to protect the equipment against the surge. However, failure repeatedly occurs in some equipment even after the surge protector is installed and the causes of such failure are analyzed in this paper.In this study, changes of characteristics of a varistor element were measured after the surge protector was separated to analyze the causes of failure. The measurement results showed characteristics of less than 2kV specified in the request for technology of the surge protector. The frame (or protection) ground and the signal (or communication) ground were measured to analyze the relationship between failure rate and ground resistance. The analysis results showed that failure rates increase as the resistance of the frame ground increases. Leakage current was also measured to analyze the influence of discharge of the surge protector upon the equipment. The measurement results showed that leakage current generated from equipment is partially fed back to the ground system instead of being discharged to the ground. In this manner, a lightning surge affects the communication equipment. Thus, this paper suggests a grounding method suitable for the characteristics of the equipment.

DTaP 백신 및 구성 성분의 전신적 과민증 발생에 미치는 영향을 평가하기 위한 실험동물 연구

金廣浩 대구가톨릭대학교 2003 국내석사

This study was undertaken to develop a subacute murine model for predicting occurrence of systemic anaphylaxis following DTaP (diphtheria tetanus acellular pertussis) vaccination. Components of DTaP vaccine including thimerosal, a preservatives in the vaccine and alum hydroxide, an adjuvant, and DTaP vaccine itself was evaluated for its additive or synergistic effects on induction of anaphyalxis in BALB/c and C57BL/6 mice by chicken egg ovalbumin (OVA), an anaphylatic antigen. Contribution of mercury exposure on development of the anaphylaxis was also investigated. We successfully developed the murine anaphyalxis model through intraperitoneally sensitizing 100 ㎍ OVA in the presence of 1 mg alum and 300 ng cholera toxin twice a week interval followed by challenging 500 ㎍ OVA intravenously. Components of the DTaP vaccine including thimerosal (0.01 weight/volume %) and alum hydroxide (0.3 mg/ml), and the vaccine itself was shown to have no synergistic or additive effect on occurrence of systemic anaphylaxis, in that no modulatory role for levels of plasma histamine, leukotriene B4, and OVA-specific IgG1 from the mice sensitized with OVA. Activation of splenocytes with phytohemmagglutinin in vitro, which were obtained from BALB/c mice sensitized with OVA, resulted in significantly higher IL-4 production than C57BL/6 splenocytes. Concomitantly, plasma level of OVA-specific IgG1 was significantly higher in the BALB/c mice demonstrating anaphylaxis than that of C57BL/6 mcie. These findings indicate a possibility of genetic variation on the occurrence of anaphyalxis. Furthermore, level of plasma histamine was higher in the C57BL/6 mice exposed to mercuric chloride for four weeks through drinking water and challenged with OVA plus alum hydroxide than that of C57BL/6 mice not exposed to mercury. Total IgE levels were also enhanced in the BALB/c and C57BL/6 mice exposed to mercury and challenged with OVA plus alum in comparison to those of mice not exposed to mercury. In addition, level of OVA-specific IgG1 was higher in the BALB/c mice exposed to mercuric chloride and challenged with OVA plus alum hydroxide or DTaP alone than that of BALB/c mice challenged with the same materials in the absence of exposure to mercury. The observation regarding mercury exposure suggests that environmental toxicants known to induce type-2 response can contribute the upregulated occurrence of systemic anaphylaxis.

EES를 위한 micro-EMS 운용알고리즘의 구현 및 실증

김광호 서울市立大學校 2015 국내박사

In this thesis, some algorithms of the micro EMS of operating system are developed for integrated control of distributed energy storage device installed in small houses. Previous energy storage systems stored only the converted potential energy occurring from electrical energy by using pumping power plants. The electric energy can be saved in the power plant substations or the transmission/distribution lines as divided steps. Because of difficulties in managing or operating EES which is separately installed in small houses under 10kWh, it is essential to build the integrated management and distributed control system. Especially, when it was operated in conjunction with solar power systems and renewable energy sources at the same time, the adverse effect may come in when the difference occurred in charge/discharge mode of EES or driving time. Therefore, there are a few cases of installation for protecting reverse power transmission in small EES. However, in order to increase the installation effects and develop a variety of business models, it is necessary to charge by using cheap midnight electricity and set up, control the system to re-sell electricity on the power grid during peak hours. This research proposes the system component technology for the integrated management of energy storage device, which is also useful for the primary function of micro EMS for the integration operation. To realize the algorithm implementation for integrated operation of EES and solar PV system, various situations are studied by operating scenario. The micro EMS is realized to measure, control, monitor the operation and current status of EES which is installed in remote places by PV and facilities, and operation algorithms are verified for integrated control of energy storage device over the test bed. Through analyzing micro EMS and integrated control system for the substantiation of energy storage device which is associated with solar power systems, this research proves the effects of EES installation and the algorithms for reducing the peak power demand of the management operation and its effectiveness is verified. 본 논문은 소규모로 분산 설치된 에너지 저장장치의 통합관제를 위한 운영시스템의 알고리즘 개발 및 마이크로 EMS 구현에 관한 연구이다. 기존의 에너지저장은 양수발전을 이용하여 전기에너지를 위치에너지로 변환하여 저장하였는데 최근에는 배터리에 전기를 직접 저장하는 방법으로 설치환경에 따라 소규모부터 대규모 시스템까지 구축되고 있으며 발ᐧ변전소 및 송ᐧ배전선로 수용가등에 단계적으로 에너지 저장이 가능하다. 주택에 소규모로 분산 설치되는 10kWh이하의 EES는 개별적으로 운용이나 관리에 어려움이 있어 통합관리 및 분산제어 시스템 구축이 필수적이다. 특히 태양광발전과 같은 신재생 에너지원과 동시에 계통연계 되어 운전되는 경우 EES의 충ᐧ방전 모드나 운전 시간에 차이가 발생한 경우 역효과가 발생하게 된다. 따라서 주택에 설치하는 소규모 에너지 저장장치는 전력계통으로 역 송전이 되지 않도록 시스템을 구성하는 경우도 있으나 설치효과를 높이고 다양한 비즈니스 모델 개발을 위해서는 전기요금이 저렴한 심야전력을 이용하여 충전하고 피크 시간대에 전력계통에 전력을 재판매할 수 있도록 시스템의 구현 및 제어가 필요하다. 본 논문에서는 에너지 저장장치의 통합관리를 위한 시스템 요소기술에 대하여 서술하고 통합운전을 위한 수용가 단위의 마이크로 EMS 주요기능에 대해 설명하였다. 태양광발전 시스템과 에너지 저장장치의 통합 운전을 위한 알고리즘 구현을 위해 상황별 운전시나리오를 작성 하였으며 태양광발전과 부하상태에 따라 에너지 저장장치를 충ᐧ방전하고 원격지에 설치된 에너지 저장장치의 계측, 제어, 운전 및 상태를 모니터링하기 위한 마이크로 EMS를 구현 하였으며 테스트베드를 통해 에너지 저장장치 통합운전제어 알고리즘을 검증 하였다. 태양광발전 시스템과 연계된 에너지 저장장치 운전 알고리즘 실증을 위해 마이크로 EMS와 통합관제 시스템 운영 데이터를 분석하여 에너지 저장장치 설치 효과 및 피크전력 절감효과를 검증하였다.

Optimization of fast pyrolysis system for yellow poplar (Liriodendron tulipifera) to produce biooil and biochar

김광호 서울대학교 대학원 2011 국내석사

청소년단체 활동이 초등학생의 학교생활 만족도에 미치는 영향

김광호 서울교육대학교 교육대학원 2007 국내석사