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혼합전도체 LSCF(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3) 양극의 기공률에 따른 음극지지형 단전지의 출력 특성 평가
윤중철,이종호,김주선,이해원,김병호,김우식,김형철 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.4
In order to characterize the influence of the reaction-site density on the cathodic polarization property of LSCF, we chose the porosity of LSCF as a main controlling variable, which is supposed to be closely related with active sites for the cathode reaction. To control the porosity of cathodes, we changed the mixing ratio of fine and coarse LSCF powders. The porosity and pore perimeter of cathodes were quantitatively analyzed by image analysis. The electrochemical half cell test for the cathodic polarization was performed via 3-probe AC-impedance spectroscopy. According to the investigation, the reduction of oxygen at LSCF cathode was mainly controlled by following two rate determining steps; i) surface diffusion and/or ionic conduction of ionized oxygen through bulk LSCF phase, ii) charge transfer of oxygen ion at cathode/electrolyte interface. Moreover, the overall cathode polarization was diminished as the cathode porosity increased due to the increase of the active reaction sites in cathode layer. 혼합전도체 산화물, LSCF의 전극반응점 분포에 따른 분극현상을 관찰하기 위해 다공성 양극의 기공률을 변화시켜가며 분극특성을 관찰하였다. 전극의 기공률을 달리하기 위해 크기가 다른 두 종류의LSCF 분말들을 혼합비를 달리하여 사용하였으며 GDC전해질 기판에 스크린 인쇄법을 통해 전극을 구성한 후 반쪽전지 실험을 수행하였다. 제조된 후막전극의 기공률은 화상 분석법을 통해 측정하였으며 전극의 전체 비표면적을 유추하기 위해 2차원 이미지에서의 기공의 둘레 길이를 측정하였다. 교류 임피던스법을 이용해 분극 특성을 관찰한 결과 혼합전도체인 LSCF양극에서의 전극반응은 1) 양극표면에서 이온화된 산소이온이 전해질과의 삼상계면까지 이동해오는 단계, 2) 이동해온 산소이온이 양극으로부터 전해질로 전달되는 반응단계에 의해 제어됨을 알 수 있었다. 이러한 양극에서의 분극은 기공률의 증가에 따라 전극 반응에 필요한 활성 표면이 증가됨으로써 줄어드는 것을 알 수 있었다.
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윤중철,이종호,김주선,이해원,김병호,Yun, Joong-Cheul,Lee, Jong-Ho,Kim, Joosun,Lee, Hae-Weon,Kim, Byong-Ho 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.4
혼합전도체 산화물, LSCF의 전극반응점 분포에 따른 분극현상을 관찰하기 위해 다공성 양극의 기공률을 변화시켜가며 분극특성을 관찰하였다. 전극의 기공률을 달리하기 위해 크기가 다른 두 종류의 LSCF 분말들을 혼합비를 달리하여 사용하였으며 GDC 전해질 기판에 스크린 인쇄법을 통해 전극을 구성한 후 반쪽전지 실험을 수행하였다. 제조된 후막전극의 기공률은 화상 분석법을 통해 측정하였으며 전극의 전체 비표면적을 유추하기 위해 2차원 이미지에서의 기공의 둘레 길이를 측정하였다. 교류 임피던스법을 이용해 분극 특성을 관찰한 결과 혼합전도체인 LSCF 양극에서의 전극반응은 i) 양극표면에서 이온화된 산소이온이 전해질과의 삼상계면까지 이동해 오는 단계, ii) 이동해온 산소이온이 양극으로부터 전해질로 전달되는 반응단계에 의해 제어됨을 알 수 있었다. 이러한 양극에서의 분극은 기공률의 증가에 따라 전극 반응에 필요한 활성 표면이 증가됨으로써 줄어드는 것을 알 수 있었다. In order to characterize the influence of the reaction-site density on the cathodic polarization property of LSCF, we chose the porosity of LSCF as a main controlling variable, which is supposed to be closely related with active sites for the cathode reaction. To control the porosity of cathodes, we changed the mixing ratio of fine and coarse LSCF powders. The porosity and pore perimeter of cathodes were quantitatively analyzed by image analysis. The electrochemical half cell test for the cathodic polarization was performed via 3-probe AC-impedance spectroscopy. According to the investigation, the reduction of oxygen at LSCF cathode was mainly controlled by following two rate determining steps; i) surface diffusion and/or ionic conduction of ionized oxygen through bulk LSCF phase, ii) charge transfer of oxygen ion at cathode/electrolyte interface. Moreover, the overall cathode polarization was diminished as the cathode porosity increased due to the increase of the active reaction sites in cathode layer.
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윤중철,김우식,김형철,이종호,김주선,이해원,김병호,Yun, Joong-Cheul,Kim, Woo-Sik,Kim, Hyoungchul,Lee, Jong-Ho,Kim, Joosun,Lee, Hae-Weon,Kim, Byong-Ho 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.4
단전지의 성능을 혼합전도체인 LSCF 양극의 미세구조, 특히 전극반응에 필요한 표면적의 양과 연관되는 앙극의 기공률의 변화에 따라 평가하였다. 기공률이 서로 다른 양극을 제조하기 위해 미세한 양극분말과 조대한 양극분말의 혼합비를 달리하여 양극을 제조한 결과 양극의 기공률을 각각 14, 23, 27, $39\%$로 얻을 수 있었다. 양극 기공률이 서로 다른 4종류의 단전지에 대한 직류 전류차단법과 교류임피던스법을 이용한 전기화학적 평가 결과 전극에서의 분극은 양극의 기공률이 증가할수록 감소하는 결과를 얻었다. 이러한 분극특성은 양극의 기공률이 증가하며 전극반응에 필요한 활성면적이 증가했기 때문으로 추론되며 이러한 이유로 단전지의 성능 또한 양극의 기공률이 증가하면서 향상되는 것으로 나타났다. We analyzed the unit cell performance against the cathode porosity, which is supposed to be closely related with active sites for the cathode reaction. In order to fabricate the unit cells with different porosity in the cathode layer we changed the mixing ratio of fine and coarse LSCF cathode powders. The final porosity of each cathode layer was 14, 23, 27, $39\%$ respectively. According to the electrochemical analysis of unit cell performance via DC current interruption and AC impedance method, the electrodic polarization resistance was diminished as the cathode porosity increased. The decrease of polarization resistance was attributed due to the increase of active reaction sites and the enhancement of overall unit cell performance could be explained in the same line.
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윤중철,안성수,이연정 한국로봇학회 2011 로봇학회 논문지 Vol.6 No.4
Due to the limited pendulum motion range, the conventional one-pendulum driven spherical robot has limited driving capability. Especially it can not drive parallel direction with center horizontal axis to which pendulum is attached from stationary state. To overcome the limited driving capability of one-pendulum driven spherical robot, we introduce a spherical robot, called KisBot II, with a new type of curved two-pendulum driving mechanism. A cross-shape frame of the robot is located horizontally in the center of the robot. The main axis of the frame is connected to the outer shell, and each curved pendulum is connected to the end of the other axis of the frame respectively. The main axis and pendulums can rotate 360 degrees inside the sphere orthogonally without interfering with each other, also the two pendulums can rotate identically or independent of each other. Due to this driving mechanism, KisBot II has various motion generation abilities, including a fast steering, turning capability in place and during travelling, and four directions including forward, backward, left, and right from stationary status. Experiments for several motions verify the driving efficiency of the proposed spherical robot.
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SPA 대응 기법을 적용한 이진체 위의 타원곡선 스칼라곱셈기의 하드웨어 구현
김현익,정석원,윤중철 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.09
This paper suggests a new scalar multiplication algorithm to resist SPA, which threatens the security of cryptographic primitive on the hardware recently, and discusses how to apply this algorithm. Our algorithm is better than other SPA countermeasure algorithms aspect to computational efficiency. Since known SPA countermeasure algorithms have dependency of computation. these are difficult to construct parallel architecture efficiently. To solve this problem, our algorithm removes dependency and computes a multiplication and a squaring during inversion with parallel architecture in order to minimize loss of performance. We implement hardware logic with VHDL(VHSIC Hardware Description Language) to verify performance. Synthesis tool is Synplify Pro 7.0 and target chip is Xillinx VirtexE XCV2000EFG1156. Total equivalent gate is 60,608 and maximum frequency is 30Mhz. Our scalar multiplier can be applied to digital signature, encryption and decryption, key exchange, etc. It is applied to a embedded-micom, it protects SPA and provides efficient computation. 본 논문에서는 하드웨어 상에 구현된 암호 프리미티브의 안전성을 위협할 수 있는 부채널 공격의 하나인 단순 전력 분석(Simple Power Analysis)에 대응하는 알고리즘을 제안하고 이를 하드웨어로 구현하고자 한다. 제시하는 알고리즘은 기존에 알려진 대응 알고리즘보다 스칼라 곱셈 방법이 보다 효율적인 장점이 있다. 기존의 대응 알고리즘은 연산의 종속성 때문에 하드웨어의 장점인 병렬 처리 기법을 효율적으로 적용하기 어려운 단점이 존재한다. 이러한 단점을 보완코자 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 동작 성능의 저하를 최소화하기 위해 역원 계산 시간 동안 곱셈 및 제곱 연산을 수행할 수 있도록 구성하였다. 또한 하드웨어 기술 언어인 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)로 제안 알고리즘을 구현하여 성능 검증을 수행하였으며 이의 활용을 모색하였다. 하드웨어 합성은 Syplify pro7.0을 사용하였으며, 타겟 칩 Xillinx VirtexE XCV2000EFG1156을 대상으로 하였을 때 전체 등가 게이트는 60,608게이트, 최대 동작 주파수는 약 30Mhz로 산출되었다. 본 논문에서 제시한 스칼라 곱셈기는 전자 서명(Digital Signature), 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption), 키 교환(Key Exchange)등의 핵심 연산으로 사용될 수 있을 것으로 보이며, 자원 제약이 심한 Embedded-Micom 환경에 적용하였을 경우, 단순 전력 분석에 안전하면서 효율적인 연산 기능을 제공할 수 있을 것으로 보인다.
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SPA 대응 기법을 적용한 이진체 위의 타원곡선 스칼라곱셈기의 하드웨어 구현
김현익,정석원,윤중철 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.9
본 논문에서는 하드웨어 상에 구현된 암호 프리미티브의 안전성을 위협할 수 있는 부채널 공격의 하나인 단순 전력 분석 (Simple Power Analysis)에 대응하는 알고리즘을 제안하고 이를 하드웨어로 구현하고자 한다. 제시하는 알고리즘은 기존에 알려진 대응 알고리즘보다 스칼라 곱셈 방법이 보다 효율적인 장점이 있다. 기존의 대응 알고리즘은 연산의 종속성 때문에 하드웨어의 장점인 병렬 처리 기법을 효율적으로 적용하기 어려운 단점이 존재한다. 이러한 단점을 보완코자 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 동작 성능의 저하를 최소화하기 위해 역원 계산 시간 동안 곱셈 및 제곱 연산을 수행할 수 있도록 구성하였다. 또한 하드웨어 기술 언어인 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)로 제안 알고리즘을 구현하여 성능 검증을 수행하였으며 이의 활용을 모색하였다. 하드웨어 합성은 Syplify pro7.0을 사용하였으며, 타겟 칩 Xillinx VirtexE XCV2000EFG1156을 대상으로 하였을 때 전체 등가 게이트는 60,608게이트, 최대 동작 주파수는 약 30Mhz로 산출되었다. 본 논문에서 제시한 스칼라 곱셈기는 전자 서명(Digital Signature), 암호화(Encryption) 및 복호화(Decryption), 키 교환(Key Exchange)등의 핵심 연산으로 사용될 수 있을 것으로 보이며, 자원 제약이 심한 Embedded-Micom 환경에 적용하였을 경우, 단순 전력 분석에 안전하면서 효율적인 연산 기능을 제공할 수 있을 것으로 보인다. This paper suggests a new scalar multiplication algerian to resist SPA which threatens the security of cryptographic primitive on the hardware recently, and discusses how to apply this algerian Our algorithm is better than other SPA countermeasure algorithms aspect to computational efficiency. Since known SPA countermeasure algorithms have dependency of computation. these are difficult to construct parallel architecture efficiently. To solve this problem our algorithm removes dependency and computes a multiplication and a squaring during inversion with parallel architecture in order to minimize loss of performance. We implement hardware logic with VHDL(VHSIC Hardware Description Language) to verify performance. Synthesis tool is Synplify Pro 7.0 and target chip is Xillinx VirtexE XCV2000EFGl156. Total equivalent gate is 60,508 and maximum frequency is 30Mhz. Our scalar multiplier can be applied to digital signature, encryption and decryption, key exchange, etc. It is applied to a embedded-micom it protects SPA and provides efficient computation.
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