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전도성 액체 겔 전극기반 고성능 단일전극 마찰전기 에너지 소자에 관한 연구
Harishkumarredy Patnam,유재수 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 발표에서 기존 마찰전기 나노발전 (triboelectric nanogenerator: TENG) 소자의 제한된 변형성과 확장성의 어려움을 개선하고자 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨 염 (carboxymethyl cellulose sodium salt)기반으로 한 전도성 액체 겔 단일전극 TENG 소자에 대해 보고한다. 제작된 TENG 소자는 개방회로 전압, 단락 전류 및 충전 밀도 값이 측정되었다. 또한 최적화된 소자의 전력 밀도는 이전에 보고된 단일전극 TENG 소자보다 상대적으로 높게 나타났다. 제작된 TENG소자의 실제 응용을 위해 이러한 소자를 이용하여 8 개의 발광다이오드를 통작시킬 수 있었다.
기계적 에너지를 수확하기 위한 ZnSnO₃/ PDMS 하이브리드 에너지 하베스터의 제작 연구
Punnarao Manchi,Sontyana Adonijah Graham,Harishkumarredy Patnam,유재수 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.2
본 발표에서 에너지 위기를 해결하기 위해 친환경적이고 지속 가능한 에너지 원을 생산할 수 있는 에너지 수확 기술에 대해 발표한다. 나노발전소자는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 잠재적인 수확 에너지 장치로 등장했다. 압전재료 ZnSnO<sub>3</sub> (zinc stannate) 나노큐브 개질된 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane: PDMS) 복합필름을 기반으로 압전/마찰전기 하이브리드 나노발전소자를 개발했다. 제작된ZnSnO<sub>3</sub>/PDMS 복합필름의 구조, 유전체 및 전기적 특성을 체계적으로 연구했다. 또한 이를 사용해 하이브리드 에너지 하베스팅 장치를 제작하고 출력 성능을 조사했다.
회전 에너지 수확을 위한 실린더형 마찰전기기반 에너지 하베스터의 제작 연구
Mandar Vasant Paranjape,Sontyana Adonijah Graham,Harishkumarredy Patnam,Punnarao Manchi,유재수 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
본 발표에서는 회전운동을 전기 에너지로 수확하기 위해 실린더 모양의 마찰전기기반 에너지 하베스터를 제안한다. 실린더형 마찰전기 나노발전소자는 접촉 분리 및 측면 슬라이딩 마찰전기 나노발전소자 작동 메커니즘을 이용하는데, 반대전하를 띤 두 마찰전기 재료가 기계적 에너지를 전기로 변환하는 데 사용된다. 실린더형 마찰전기 나노발전소자의 외부 구조는 3D 프린터를 사용하여 제작되며, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 및 알루미늄은 각각 양극 및 음극마찰전기 재료로 사용된다. 제작된 실린더형 마찰전기 나노발전소자는 회전운동으로부터 우수한 전기 출력을 생성한다. 또한 실린더형 마찰전기 나노발전소자에 의해 생성된 전기 출력은 상용 커패시터에 저장하고 다양한 휴대용 전자소자에 전력을 공급하기 위해 직류신호로 변환된다.
에틸셀룰로오스기반 에너지 하베스터를 위한 폴리아닐린 나노구조의 제작 및 특성 연구
Punnarao Manchi,Sontyana Adonijah Graham,Harishkumarredy Patnam,Mandar Vasant Paranjape,유재수 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
최근 에너지 하베스팅은 휴대용 전자기기의 사용 증가로 인해 수요가 증가하고 있고, 기계적 에너지는 일상생활에서 다양한 기계적 활동으로 인해 풍부한 재생 에너지원으로 간주될 수 있다. 따라서 마찰전기 나노발전소자는 손쉬우면서 비용 효율적이며 친환경적인 장치 구조와 다양한 응용으로 인해 더 많은 연구 관심을 불러일으키고 있다. 본 발표에서는 마찰전기 나노발전소자 제작을 위해 전도성 고분자 물질인 폴리아닐린 (PANI) 나노구조체를 중합방법으로 합성하고 에틸셀룰로오스 (EC)에 임베딩하여 PANI/EC 마찰전기 고분자 필름을 제작하였다. 또한 EC 에 대한 다양한 양의 PANI 가 각 마찰전기 나노발전소자에서 가장 높은 전기 출력을 얻기 위해 최적화되었다. 마지막으로 소자에서 생성된 전기는 다양한 휴대용 전자기기에 전원을 공급하고 일상생활에서 인간의 활동에서 기계적 에너지를 수확하는 데 사용되었다.