전기·전자·반도체·통신. 차세대 반도체·6G·전력 효율.
인용 속도·영향력 기준 큐레이션
Protective interphases and safety enhancement in high-energy-density batteries: A critical review
고에너지 밀도 이차전지는 전기차, 대규모 에너지 저장, 휴대용 전자기기에 필수적이지만, 계면 불안정성, 성능 저하, 안전성 문제로 상용화에 제약이 있습니다. 특히 고체 전해질 계면(SEI)과 양극 전해질 계면(CEI)과 같은 보호 계면은 이온 수송을 조절하고, 부반응을 억제하며, 전기화학적 안정성을 높이는 데 중요합니다. 본 연구는 리튬이온, 실리콘-음극 리튬이온, 리튬 금속, 전고체, 리튬-황, 리튬-산소 배터리 등 다양한 배터리 화학에서 보호 계면 공학에 중점을 둡니다. 계면 형성, 열화 메커니즘, 특성 분석 기술, 공학적 전…
Electrical and Biosensing Performance Analysis of GaSbP/InP Heterojunction Gate-All-Around Nanowire TFET
본 연구는 채널 길이 100nm의 이종접합 전면 게이트 나노선 터널 전계효과 트랜지스터(HJ-GAA-NWTFET)를 설계하고, 약 10^13의 높은 I_ON/I_OFF 비율과 약 10^-19A의 극히 낮은 오프 상태 전류(I_OFF)를 달성했습니다. 이 소자는 기존 GAA-NWTFET와 비교하여 전기적 및 바이오센싱 매개변수 모두에서 향상된 성능을 보였습니다. 전면 게이트 구조는 강력한 게이트 제어를 통해 I_OFF 억제를 크게 개선하고 I_ON/I_OFF 비율을 향상시킵니다. 또한, 이종접합 통합은 온 상태 전류(I_ON)를 증…
Narrow-linewidth, piezoelectrically tunable photonic integrated blue laser
자유 공간 및 수중 광통신, 광원자 시계, 리드버그 원자 기반 양자 컴퓨팅 등 다양한 기술에 360~480nm 스펙트럼 범위에서 작동하는 주파수 가변 레이저가 필수적입니다. 이 파장대에서 집적 레이저를 소형의 견고한 형태로 구현하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구는 461nm에서 작동하며 주파수 가변성과 낮은 위상 잡음을 동시에 달성하는 광 집적 청색 레이저를 보고합니다. 이 레이저는 전파 손실이 약 0.4dB cm⁻¹인 저손실 질화규소 포토닉 플랫폼에 제작된 고Q 미세 공진기에 자가 주입 잠금된 질화갈륨 기반 레이저 다…
Reconfigurable intelligent surfaces with liquid crystal technology: a hardware design and communication perspective
무선 통신 및 감지 분야에서 재구성 가능한 지능형 표면(RIS)에 대한 이론적 연구가 급증함에 따라, 이러한 이론적 결과를 평가하고 분야를 발전시킬 하드웨어 솔루션의 필요성이 커지고 있습니다. 기존에는 버랙터, PIN 다이오드, MEMS 기반 솔루션이 주로 제안되었습니다. 본 논문은 액정(LC) 기술을 활용하여 연속적으로 튜닝 가능한 대규모 밀리미터파 RIS를 구현하는 방법을 제시합니다. 액정 이론의 기본 물리적 원리를 검토하고, 공진형 및 지연선 아키텍처라는 두 가지 액정 RIS 구현 방식을 소개합니다. 이들의 주요 특성이 시스…
OpenMesh: wireless signal dataset for opportunistic urban weather sensing in New York City
본 연구는 뉴욕시의 커뮤니티 기반 통신망에서 수집한 무선 신호 측정 데이터셋인 OpenMesh를 소개한다. 이 데이터는 저렴한 인터넷 접속을 위해 설계되었지만, 고밀도 도시 지역에서 고해상도 기상 모니터링을 위한 기회주의적 센서로 활용될 수 있다. 1분 단위 샘플링과 조밀한 공간 커버리지를 제공한다. 2023년 11월부터 2024년 6월까지 8개월간 로어 맨해튼과 브루클린의 103개 지향성 링크에서 5–6 GHz(C-대역), 24 GHz(K-대역), 58–70 GHz(V-대역)의 세 가지 주요 주파수 대역에서 데이터를 수집했다. …
A unified hybrid beam model and transfer matrix solution for three novel OWT monopile foundations
해상풍력 터빈(OWT)의 대형화는 기존 모노파일 기초에 새로운 과제를 제기하고 있습니다. 이에 발맞춰 푸팅-하이브리드, 버킷-하이브리드, 헬리컬 모노파일 등 세 가지 신개념 기초가 등장했지만, 이들의 복잡한 횡방향 거동을 분석할 체계적인 이론 방법론은 부족했습니다. 본 연구는 통합된 프레임워크 내에서 일반화된 전달 행렬 해법을 제안합니다. 핵심 혁신은 파일-부착 시스템을 티모셴코 빔과 강체 빔 세그먼트의 직렬 연결로 모델링하고, 비선형 지반 반응을 쌍곡선 스프링으로 포착하는 하이브리드 빔 모델입니다. 제안된 방법론은 세 가지 신…
Cross-Domain Electrochemical Impedance Spectroscopy Reconstruction for PEMFC Aging Characterization: A Time-Frequency PINN Framework with ECM Priors
고효율 및 저공해 특성으로 인해 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)는 유망하지만, 공학적 운용에서 전기화학 임피던스 분광법(EIS) 데이터는 이산적으로 취득되며 부족하여, 시간 영역 운용 데이터에서 주파수 영역 EIS로의 신뢰할 수 있는 매핑이 부재합니다. 이는 노화에 따른 연속적인 스펙트럼 변화의 특성 분석 및 추적을 어렵게 합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 등가 회로 모델(ECM)을 통합하여 운용 시계열 표현에서 임피던스 스펙트럼으로의 교차 도메인 매핑을 학습하는 시간-주파수 공동 학습 프레임워크인 PEINN(…
Molecular Pinning Effect in Composite Self‐Assembled Monolayers Enabling Efficient Perovskite/TOPCon Tandem Solar Cells
페로브스카이트 단일 접합 및 탠덤 태양전지(TSC)는 자기조립 단층(SAM)을 기반으로 하지만, 필름 형성 중 낮은 습윤성, 페로브스카이트 결함, 그리고 최적화되지 않은 에너지 준위 정렬로 인한 계면 손실 문제에 직면해 있습니다. 이러한 문제들은 소자 성능 저하의 주요 원인으로 작용합니다. 본 연구는 효율적이고 내구성 있는 광대역 밴드갭 페로브스카이트 태양전지(WBG PSC) 및 페로브스카이트/TOPCon TSC를 위해 4,4′,4″,4‴-메탄테트라일테트라벤조산(4MA)과 Me-4PACz를 활용한 복합 SAM(Co-SAM) 전략을…
Electric ambulances: will the need for charging affect response times?
현재 구급 서비스는 디젤 차량에 의존하고 있으나, 향후 몇 년 내 전기 구급차로의 전환이 예상됩니다. 이 전환에 앞서, 충전 시간이 출동 시간에 미치는 영향을 평가하는 것이 중요합니다. 본 연구는 이 새로운 응용 분야를 다루며, 주행 거리와 충전 인프라에 중점을 둔 분석을 수행합니다. 연구팀은 이산 사건 시뮬레이션 기반의 오픈소스 의사결정 지원 시스템인 ELASPY를 개발했습니다. Python으로 구축된 ELASPY를 활용하여 응급 출동 과정을 시뮬레이션하고, 어떤 배터리 용량과 충전기 위치에서 전기 구급차대가 디젤 구급차대와 유…
Spectrally Partitioned All-Optical Memristors for Highly Linear Neuromorphic Vision Systems
시냅스 가중치를 전광학적으로 제어하는 방식은 저전력 대규모 병렬 뉴로모픽 하드웨어 구현에 유망합니다. 그러나 기존 광전자 멤리스터는 전기적 보조가 필요하거나 비선형적이고 비대칭적인 컨덕턴스 업데이트를 보여 에너지 효율성과 확장성에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 PbS/PEDOT:PSS/VOx 이종접합 기반의 스펙트럼 분할 전광학 멤리스터를 개발했습니다. 이 소자는 근적외선과 가시광선을 각각 결함 상태 채움 및 고갈 경로에 결합시킵니다. 근적외선은 PbS 양자점을 선택적으로 여기시켜 PEDOT:PSS로 조절된 계면을 통해 VOX의…
Deep reinforcement learning-based optimization of reconfigurable intelligent surfaces (RIS) for 6G multi-user connectivity in NLOS environments
6G 무선 네트워크는 밀리미터파 및 테라헤르츠 대역에서 물리적 장애물에 취약함에도 불구하고 초고속 데이터 전송률과 끊김 없는 연결을 요구합니다. 재구성 가능한 지능형 표면(RIS)은 수동 반사를 통해 전자기파를 프로그래밍 방식으로 조향하여 비가시선(NLOS) 환경의 한계를 완화하는 핵심 기술로 부상했습니다. 그러나 동적 다중 사용자 환경에서 고차원 RIS 위상 편이를 실시간으로 최적화하는 것은 NP-난제이며, 기존 수학적 최적화 방식으로는 효율적인 해결이 어렵습니다. 본 논문은 다중 사용자 링크의 합산 전송률 성능 최적화를 위한 …
SUSTAINABLE COMPOSITE MATERIALS FOR ELECTRIC VEHICLE APPLICATIONS: A COMPREHENSIVE REVIEW
지속가능하고 친환경적인 운송 수단으로의 전환에 있어 전기차(EV)는 핵심적인 역할을 수행합니다. 본 종합 리뷰는 전기차 분야에 적용되는 지속가능 복합재료의 통합을 심층적으로 탐구합니다. 바이오 복합재료부터 재활용 폴리머에 이르기까지 다양한 재료의 열적, 환경적 특성을 평가하고, 전 과정 평가(LCA)를 통해 전기차의 전반적인 지속가능성을 향상시킬 잠재력을 분석합니다. 또한, 재생에너지 통합, 자동화, 머신러닝 및 인공지능 활용 등 지속가능 복합재료 제조 기술의 최신 발전 동향을 조명합니다. 전기차의 다양한 응용 분야와 영향 요인을…
Integrating planetary boundaries into energy system optimisation models for absolute environmental sustainability assessment: a methodological framework
기후 변화에 대응하기 위한 에너지 시스템 전환은 다른 지구 한계(planetary boundaries)로의 부담 전가를 피해야 하지만, 대부분의 에너지 모델은 온실가스 감축에만 초점을 맞춰 광범위한 전과정 영향(life-cycle impacts)을 간과하는 경향이 있습니다. 이러한 협소한 접근 방식은 지속가능하다고 여겨지는 시나리오에서도 환경 압력을 기후에서 토지, 물질 또는 생태계로 의도치 않게 전환시킬 수 있습니다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 전과정 평가(life cycle assessment)와 지구 한계 지표를…
Enhancing power flow estimation with topology-aware gated graph neural networks
동적이고 인버터 중심의 전력 시스템에서 실시간 계통 모니터링, 비상 분석 및 의사결정 지원을 위해서는 정확하고 확장 가능한 교류 전력 흐름(AC power flow) 대리 모델이 필수적입니다. 그러나 기존 대리 모델들은 메시형 송전망의 장거리 비선형 의존성을 포착하는 능력과 물리 법칙 준수 측면에서 한계를 보이며, 토폴로지 변화나 부하 변동에 대한 일반화 성능이 부족하고 불확실성 정량화 및 확장성이 미흡합니다. 본 논문은 이러한 문제 해결을 위해 토폴로지 불확실성 하의 AC 전력 흐름 추정을 위한 게이티드 그래프 신경망(GGNN)…
Blockchain-oracle-enabled energy settlement intelligence in digital stakeholder markets for eco-industrial parks with heavy-duty shared mobilized storage
재생에너지 통합, 전동화된 운송 수단, 탄소 정책 메커니즘의 증가는 현대 친환경 산업 에너지 네트워크를 위한 강력한 스케줄링 전략을 요구합니다. 기존 접근 방식은 에너지 배분, 운송 물류, 탄소 배출권 시장을 개별적으로 다루어, 교통 혼잡, 재생에너지의 불확실성, 다중 시장 규제 준수 요구사항으로 인한 사이버-물리적 상호작용을 포착하지 못했습니다. 본 연구는 블록체인 오라클 기반의 확률론적 에너지 정산 지능 프레임워크를 개발했습니다. 이 프레임워크는 교통 혼잡을 고려하는 친환경 산업단지를 지속 가능한 에너지 커뮤니티로 운영하며, …
CFD-informed neural-network surrogate and NSGA-II multi-objective optimization of a 3D non-isothermal branched-serpentine PEM fuel cell
본 연구는 분지형-뱀형 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)의 3D 비등온 전산유체역학(CFD) 모델과 신경망 대리 모델, 다목적 최적화 기법을 통합합니다. 검증된 CFD 모델은 실험 데이터와 4% 미만의 오차를 보였으며, 이를 기반으로 재보정된 반경험적 모델에서 3000개 Latin hypercube 샘플을 생성하여 다층 퍼셉트론을 훈련했습니다. 이 신경망 모델은 전류 밀도, 전력 밀도, 전압 효율에서 0.9999 이상의 높은 R² 값을 달성하며 뛰어난 정확도를 보였습니다. NSGA-II 다목적 최적화 결과, 0.550V의 셀 전…
Coordination engineering of ion highways for ultrahigh flux and interfacial stabilization in MOF-based solid electrolytes
고분자 고체 전해질은 이온 전도도와 계면 안정성 간의 근본적인 상충 관계에 직면해 있습니다. 특히 가소제인 석시노니트릴(SN)을 첨가할 경우, SN은 Li+ 배위 환경을 조절하고 Li+ 수송을 촉진하여 전도도를 높이지만, SN의 통제되지 않은 확산 및 전기화학적 분해는 리튬 금속 양극 계면의 안정성을 저해합니다. 본 연구는 계층적 철 기반 금속-유기 골격체(MOF) 구조 내에 배위 공학 기반 이온 고속도로를 구축하여 이 문제를 해결합니다. Fe3+-시아노(CN-) 배위 결합을 분자 앵커로 설계하여 SN을 MOF 나노기공 내에 영구…
The causal relation between off-street parking and electric vehicle adoption in Scotland
전기차 전환은 광범위한 보급과 공평한 접근성에 달려있으나, 사유지 주차 공간 유무에 따른 충전 격차가 인프라 제약인지 사회경제적 불평등의 결과인지는 불분명합니다. 본 연구는 스코틀랜드 가구 데이터를 활용하여 주차 접근성과 소득이 전기차 채택에 미치는 인과적 영향을 분석했습니다. 연구는 확률론적 그래픽 모델을 적용하여 주차 접근성과 소득이 전기차 채택에 미치는 인과적 효과를 식별했습니다. 이를 통해 관측된 결과 예측에 최적화된 기존 모델들이 교란 편향으로 인해 주차의 영향을 과대평가하는 문제를 해결하고자 했습니다. 분석 결과, 사…
Bi-level cloud computing for spatial banking of sustainable mobile energy storage logistics fleet in renewable-dominated carbon-constrained urban grid
재생에너지 중심의 도시 에너지 클러스터는 지역 시스템 간의 저장 결정을 조율해야 하지만, 고정형 배터리는 공간적으로 분리된 잉여 전력과 부족 전력 사이를 이동할 수 없습니다. 기존 연구는 지속 가능한 모바일 저장 용량 산정, 재생에너지-부하 불확실성, 플릿 가용성, 배터리 열화, 환경 정산, 분산 컴퓨팅을 하나의 운영 구조로 통합하는 경우가 드뭅니다. 본 연구는 도시 통합 에너지 시스템 클러스터를 위한 바이레벨 스케줄링 프레임워크를 개발했습니다. 지역 하위 문제는 가스 발전, 풍력, 고정형 저장, 유연 부하 및 계통 교환을 스케줄…
Sodium Formate as a High‐Capacity Cathode Presodiation Additive for Ultra‐Stable Sodium‐Ion Batteries
소듐 이온 배터리(SIBs)는 하드 카본 음극의 한계로 인해 초기 쿨롱 효율(ICE)이 리튬 이온 배터리보다 현저히 낮습니다. 이를 해결하기 위한 양극 소듐 보상 첨가제는 유망한 전략이나, 대부분의 기존 첨가제는 촉매 분해에 의존하여 비용 증가 및 불활성 성분 도입 문제를 야기합니다. 본 연구에서는 촉매 없이 398 mAh g−1의 소듐 보상 용량을 제공하는 소듐 포메이트(HCOONa)를 양극 첨가제로 도입했습니다. HCOO−는 기존 탄산염 용매보다 높은 최고 점유 분자 궤도 에너지를 가져, 전해액 분해를 억제하는 우선적인 산화를…
Internal Magnetic Fields Enhance Capacity Retention in Aqueous Zinc‐Organic Batteries With Quinone Cathodes
리튬 이온 배터리(LIB)의 자원 가용성, 비용, 지속가능성 문제를 해결하기 위해 대안 개발이 필수적이다. 수계 아연 이온 배터리(AZIB)는 저렴한 비용, 쉬운 제조, 고유한 안전성, 풍부한 재료, 재활용성 및 높은 이론적 비 용량으로 인해 유망한 대안으로 주목받고 있다. 그러나 덴드라이트 형성, 계면 불안정성, 용량 감소로 인해 실용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 퀴논계 유기 음극재인 PCTB(poly(2-chloro-3,5,6-trisulfide-1,4-benzoquinone))를 사용하는 AZIB의 전기화학적 성능을 향…
Federated Graph Learning for EV Charging Demand Forecasting With Personalization Against Cyberattacks
전기차(EV) 충전 수요 예측에서 사이버 보안 위험을 완화하는 것은 집단 충전의 안전한 운영, 전력망 안정성, 비용 효율적인 인프라 확장에 매우 중요합니다. 기존 방법들은 데이터 프라이버시 문제와 사이버 공격에 대한 취약성을 가지거나, 충전소 간의 공간적 상관관계를 고려하지 못하는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제들을 해결하기 위해 다수의 충전소가 참여하는 연합 그래프 학습(Federated Graph Learning) 접근 방식을 제안합니다. 이 방식은 공간적 상관관계를 포착하고 잠재적 공격에 대한 견고성을 강화하면서,…
Investigation of Electric Grid Unavailability and Back-Feeding on The Economic Viability of a Grid-Connected Rooftop Solar Photovoltaic System Integrated with Battery Energy Storage
지속가능한 청정에너지 목표 달성을 위해 재생에너지 발전은 필수적이다. 본 연구는 신뢰할 수 없는 전력 계통이 태양광 에너지 통합에 미치는 영향과 계통으로의 역송전이 시스템의 경제성에 미치는 영향을 분석했다. 나이지리아 아부자 Eagle Square를 사례 연구 지역으로 선정하여 태양광 시스템의 기술적, 경제적, 환경적 측면을 상세히 평가했다. 연구는 연간 0.8%에서 67%에 이르는 계통 비가용성으로 인한 마이크로그리드 시스템의 독립 운전을 고려했다. PVSyst를 활용하여 건물 3D 모델과 태양광 패널을 통합하고 에너지 시뮬레이…
Development of a Chip-Scale Optical Gyroscope with Weak Measurement Amplification Readout
본 연구는 회전 감지 링 공진기(광학 자이로스코프)와 역 약한 값 증폭 사냐크 간섭계를 결합한 집적 광학 칩 설계를 제안한다. 이 설계는 위상 정보를 포함하는 신호를 효과적으로 증폭한다. 제안된 시스템은 보수적인 매개변수 선택에도 불구하고, 이상적인 조건에서 0.1 deg/hr의 최소 감지 가능한 각속도와 0.08 deg/hr의 앨런 편차를 달성함을 보인다. 적절한 입력 전력을 인가할 경우, 본 설계는 기존 링 공진기 결합 사냐크 간섭계 대비 신호 대 잡음비, 각속도 정밀도 및 검출 오류를 10배 이상 향상시킬 수 있음을 확인했…
Label-Free Refractive-Index-Based Detection of Breast, Leukemia, and Prostate Cancer Cells Using a Tetra-Core PCF SPR Biosensor
본 연구는 외부 금속 증착(EMD) 기술과 광결정 광섬유(PCF) 플랫폼 기반의 고성능 플라즈몬 굴절률(RI) 바이오센서를 개발하여 유방암, 백혈병, 전립선암 세포 검출 가능성을 실시간으로 탐구했습니다. 생체 유체의 굴절률 변화는 세포 구성 및 생체 분자 농도 변화로 인해 암을 포함한 병리학적 상태와 밀접하게 관련되어 있습니다. 제안된 테트라코어 PCF-SPR 바이오센서는 1.33~1.37의 생물학적 관련 굴절률 범위에서 작동하며, 다양한 암세포에 해당하는 미묘한 굴절률 변화를 감지할 수 있습니다. 센서의 감지 메커니즘은 표면 플…
Stabilizing Lithium–Sulfur Batteries in Carbonate Electrolytes via DODT–PEG Interphase Engineering and Ultramicroporous Carbon Confinement
탄산염 기반 전해액에서 리튬-황(Li-S) 전지를 안정화하려면 황 거동과 계면 화학을 동시에 제어해야 합니다. 본 연구는 폴리설파이드 형성 및 확산을 제한하는 초미세 다공성 탄소(UMC) 황 호스트와 이온 전도성 경로를 촉진하고 황 산화환원 반응을 안정화하는 DODT-PEG 공중합체 전해액 첨가제를 결합한 협력적 전략을 제시합니다. UMC의 초미세 다공성 구조는 황 종을 서브나노미터 기공 내에 물리적으로 가두어 폴리설파이드 형성과 외부 확산을 효과적으로 억제합니다. 동시에 DODT-PEG 공중합체는 양극/전해액 계면을 변형하여 이…
Application of BN‐Based Materials in Electrolytes for High‐Performance Solid‐State Lithium Metal Batteries
전고체 리튬 금속 전지(SSLMB)는 차세대 에너지 저장 장치로 큰 잠재력을 가지고 있으나, 고체 전해질(SE)의 낮은 기계적 강도, 불충분한 열 관리 능력, 불안정한 계면, 제한된 상온 이온 전도도 등의 문제로 상용화에 어려움을 겪고 있습니다. 다양한 결정 구조와 우수한 성능을 지닌 질화붕소(BN)는 SSLMB용 전해질에 널리 활용되어 왔습니다. 본 논문은 SSLMB용 고체 전해질(SSE)에 적용된 BN 기반 재료의 연구 진행 상황을 종합적으로 검토합니다. 먼저 BN의 기본 구조, 특성 및 합성법을 간략하게 설명합니다. 이어서 …
Electrolyte Engineering Challenges and Opportunities for Next‐Generation Aqueous Ammonium‐Ion Batteries
수계 암모늄 이온 전지(AAIB)는 본질적인 안전성과 지속 가능성을 겸비한 차세대 에너지 저장 기술로 주목받고 있습니다. 그러나 AAIB 전해액은 독특한 수소 결합(HB) 네트워크 환경으로 인해 NH4+ 이온의 초고속 수송이 가능하면서도, 동시에 물 분해를 촉진하여 전해액 안정성을 저해하는 근본적인 딜레마에 직면해 있습니다. 본 연구는 AAIB 전해액 내 HB 네트워크의 이중적 역할과 이것이 배터리 성능에 미치는 영향을 종합적으로 분석한 최초의 리뷰입니다. 우리는 이러한 딜레마를 극복하기 위한 기존 전략들, 즉 음이온 공학, 염 …
Programmable optical filters based on feed-forward photonic meshes
본 연구는 전방향 광자 메쉬 기반의 집적 광 회로를 사용하여 프로그래밍 방식으로 광범위한 스펙트럼 필터 기능을 재구성할 수 있음을 입증한다. 특히, N=4 입력 및 M=3 레이어를 갖는 삼각 메쉬가 자체 구성 알고리즘을 통해 주어진 입력 스펙트럼에서 M개의 임의 파장을 필터링할 수 있음을 보였다. 이 아키텍처의 튜닝 가능한 특성은 사전 구성된 필터 기능을 장치의 자유 스펙트럼 범위(FSR) 내에서 연속적으로 스펙트럼 영역에서 스윕할 수 있게 한다. 이는 아키텍처의 설계 매개변수와 원하는 필터 기능의 중심 파장 간의 엄격한 요구 사항…
Cost competitiveness of alternative heavy-duty truck technologies under real-world utilisation profiles
도로 화물 운송은 현대 경제의 필수 요소이나, 탈탄소화는 여전히 난제로 남아있습니다. 기존 연구들은 주로 평균 또는 장거리 운송에 초점을 맞췄지만, 실제 물류 부문은 매우 다양한 트럭 활용 패턴을 보입니다. 본 연구는 이러한 다양성을 반영하여 배터리 전기 트럭(BET)과 연료전지 전기 트럭(FCET)의 경제성을 평가했습니다. 이 연구는 유럽 전역 4백만 대 트럭의 마이크로데이터를 활용하여 실제 활용 프로파일 하에서 대형 트럭 기술의 총 소유 비용(TCO) 경쟁력을 분석했습니다. 비용 및 기술 성숙도에 대한 기준 가정을 적용하여 시…
Free Ionomer Controls Adsorption in Electrolyzer Inks
양성자 교환막 수전해조(PEMWE) 양극 촉매층의 이오노머/촉매 계면은 다종 물질 수송 및 반응 속도에 결정적인 영향을 미치며, 잉크 형성 과정에서 이오노머가 촉매 입자에 흡착되면서 시작됩니다. 이 잉크는 이리듐 산화물(IrOx) 촉매와 PFSA 이오노머를 물-알코올 혼합 용매에 분산시켜 제조됩니다. 이오노머 흡착을 제어하는 잉크 조성의 중요성에도 불구하고, 산업적으로 중요한 농축 잉크를 포함한 체계적인 연구는 부족했습니다. 본 연구에서는 열중량 분석을 활용하여 IrOx 농도, 이오노머-촉매(I:C) 비율, 용매 조성 변화가 PF…
Intra- and Interlayer Excitonic Fine Structure of the Two-Dimensional Perovskite (PEA)2PbI4
2차원 할라이드 페로브스카이트는 강하게 결합된 엑시톤을 가지며, 이들의 미세 구조는 편광 선택 규칙과 복사 재결합을 결정합니다. 그러나 (PEA)2PbI4에서 관찰되는 스펙트럼 특성에 대한 해석은 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 본 연구는 편광 분해 저온 광발광(PL)과 제일원리 G0W0+BSE 계산을 결합하여 이 러들스덴-포퍼 페로브스카이트의 층내 및 층간 엑시톤 미세 구조를 탐구했습니다. 연구 결과, 저에너지 다중항은 전자-정공 교환, 결정 대칭성, 그리고 2층 단위 셀 내 층 불균형에 의해 결정되는 층내 엑시톤 미세 구조와…
Fast, Strong Capillary Liquid Metal Muscles
액체 표면 장력을 기계적 작업에 활용하는 것은 자연계에 널리 퍼져 있으며, 다양한 생체 모방 기술의 기반이 됩니다. 그러나 표면 에너지의 잠재력을 완전히 활용하려면 표면 장력을 빠르고 가역적으로 넓은 범위에서 조절할 수 있어야 하지만, 기존 액체에서는 이러한 기능이 부족했습니다. 갈륨 기반 액체 금속은 실온에서 높은 표면 장력(약 600 mN m⁻¹)을 가지며, 전기화학적 제어를 통해 이를 거의 0에 가깝게 가역적으로 조절할 수 있어 이러한 한계를 극복합니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 조절 능력을 높은 힘, 빠른 반응 속도, 큰…
High‐Efficiency InGaP‐on‐Insulator Microresonator Nonlinear Conversion and Entanglement Generation
높은 광학적 비선형성을 지닌 InGaP-on-insulator(InGaP-OI)는 주파수 변환 및 온칩 얽힘 생성을 위한 효율적인 통합 광자 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 그러나 가시광선 파장대에서 높은 도파관 전파 손실이 전반적인 성능을 제한하는 문제점이 있었습니다. 본 연구에서는 모드 프로파일 분석을 통해 주요 손실 메커니즘을 규명하고, 표면 처리 방법을 사용하여 손실을 효과적으로 줄였습니다. 공진기 품질 계수 및 전파 손실에 대한 통계 분석을 통해 강력한 비선형 상호작용을 유지하면서 굽힘 관련 손실을 억제하는 최적의 링 반경…
Super‐Electron‐Donor Polymers: From Monomer Design to Redox Functionality
유기 소재는 에너지 저장 시스템에 다양한 응용 가능성을 제공하지만, 유기 배터리, 특히 음이온 로킹체어 전지에 적합한 저전위 p형 음극 재료는 아직 부족합니다. 본 연구는 환원 시 초전자 주개로 알려진 가교된 2,2′-바이피리디늄 단위를 고분자 구조에 통합하는 합성 설계를 제시합니다. 합성법을 조정하여 분자 대칭 및 환경 효과에 의해 결정되는 흥미로운 구조적 특징을 가진 하이드록시 기능화된 가교 바이피리디늄 염을 얻었습니다. 이를 선형 및 가교 폴리(메타크릴레이트)에 통합하여 전해질 용해도를 낮추고, 리튬 배터리 하프셀에서 초기 …
Mechanistic study of mixed lithium halides solid-state electrolytes
리튬 할라이드는 저렴한 비용, 높은 안정성 및 우수한 리튬 전도성으로 인해 고체 전해질로 활발히 연구되고 있습니다. 할라이드 기반 고체 전해질(HSE)의 구조와 특성은 합금화를 통해 조절 가능하나, 방대한 화학적 공간으로 인해 실험적 접근이 어렵습니다. 이에 본 연구는 광범위하게 적용 가능한 머신러닝 원자간 포텐셜(MLIP) 기반 시뮬레이션을 활용하여 구조-특성 관계를 규명하고 성능 향상에 기여하고자 합니다. 본 연구는 신뢰할 수 있는 실험 데이터가 존재하는 Li3YCl6xBr6(1-x) 시스템에 초점을 맞추어, 최근 개발된 PE…
Electric vehicle charging at the workplace: Experimental evidence on incentives and environmental nudges
운송 부문 탈탄소화를 위해 전기차(EV) 충전 시점을 청정에너지 공급이 풍부한 시기와 일치시키는 것이 중요하다. 특히 태양광 발전 비중이 높은 전력망에서는 차량이 주로 직장에 주차된 낮 시간대로 충전을 전환해야 한다. 그러나 직장 충전 네트워크는 공유 인프라, 주차 및 충전 서비스 통합, 운전자 차량 이동 요구의 어려움 등 제도적 제약으로 인해 시간대별 요금제나 능동적 관리가 어렵다. 본 연구는 대규모 직장 충전 네트워크(운전자 629명)에서 자연 현장 실험을 진행하여, 시간 불변 가격 할인과 낮 시간 충전의 환경적 이점을 강조하…
Exploring near-optimal energy systems with stakeholders: A novel approach for participatory modeling
에너지 전환 계획에 지역 주민을 참여시키는 것은 계획의 정당성, 사회정치적 실현 가능성, 나아가 기후 완화 효과를 높이는 데 중요합니다. 포괄적인 이해관계자 참여형 모델링은 학습을 촉진하지만, 모델 내 옵션 및 시나리오 선택 과정이 참여자에게 불투명할 수 있다는 문제가 있습니다. 본 연구는 이해관계자들이 준최적 모델링 결과를 총체적으로 활용할 수 있는 새로운 프레임워크를 제시합니다. 스발바르 롱이어비엔의 원격 북극 정착촌 사례 연구를 통해 방법론을 시연했습니다. 참여자들은 대화형 인터페이스를 통해 모델링 기반 에너지 시스템 설계의…
Resource-oriented optimization of electric vehicle systems: A data-driven survey on charging infrastructure, scheduling, and fleet management
대기 질 및 에너지 안보 문제로 전기차(EV)가 빠르게 확산되며 교통 시스템과 라이프스타일을 변화시키고 있습니다. 전기차는 낮은 에너지 소비, 배출가스 감소, 운영 비용 절감 등 장점이 많지만, 충전소 혼잡, 높은 충전 비용, 충전 수요와 승객 서비스 요구 간의 상충 등 핵심 과제가 남아있습니다. 본 논문은 이러한 과제를 해결하기 위한 자원 중심 최적화 모델 및 접근 방식을 종합적으로 검토합니다. 충전소 배치, 충전 스케줄링 전략, 대규모 차량 관리 등 전기차 시스템의 전 생애 주기를 다루는 연구들을 분석했습니다. 전 세계 전기…
An explainability-aware adaptive energy planning framework for AI data center expansion
인공지능(AI)의 급증으로 데이터센터는 전력 및 거버넌스 측면에서 전략적 문제로 부상하고 있습니다. 수요 불확실성, 지리적 집중, 그리고 훈련과 추론 간의 부하 분할이 주요 과제입니다. 본 연구는 AI 데이터센터의 에너지 공급을 다중 기준 포트폴리오 할당 문제로 정의하고, 명시적인 실현 가능 집합(설비 용량, 배포 한계, 배출 한계) 내에서 파레토 효율적인 포트폴리오를 제시하는 적응형 에너지 계획 프레임워크를 개발했습니다. 수요 모델에는 설명 가능성(explainability)의 에너지 비용에 대한 폐쇄형 처리가 추가되었습니다. …
Majority Rule of Enantiomeric Excess in Chiral Halide Perovskites for Continuous Tuning of Chiroptical Properties
카이랄 할라이드 페로브스카이트는 스핀-광전자 공학 분야에서 유망한 소재로 주목받고 있으나, 카이랄 전구체 조성이 키랄 광학 특성에 미치는 영향은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구는 대표적인 2차원 카이랄 할라이드 페로브스카이트인 (R/S-MBA)2PbI4에서 거울상 이성질체 과량(ee)이 키랄 광학 반응을 어떻게 제어하는지 조사했습니다. 실험 분광법과 제일원리 시뮬레이션을 결합한 접근 방식을 통해, ee 범위 전체에 걸쳐 정량적인 구조-키랄 광학 특성 관계를 확립했습니다. 이 방법론은 주석 기반 유사체에도 적용 가능함을 …
Green synthesis of biomass-based SnO 2 – activated carbon composite from coffee husk for congo red detection using poly(niacin) functionalization
본 연구는 커피 껍질에서 유래한 바이오매스 기반의 이산화주석(SnO2)-활성탄(AC) 복합체를 활용하여 콩고 레드(CR)를 고감도로 검출하는 전기화학적 방법을 제시합니다. 아자디라크타 인디카 잎 추출물을 이용한 친환경 합성법으로 SnO2를 제조하고, 이를 전극 재료로 사용했습니다. 폴리니아신(PNCM)으로 기능화된 SnO2/흑연 분말/AC 복합체 페이스트(PNCM(SnO2/GP/AC))를 전극으로 활용하여 CR 검출 성능을 평가했습니다. 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR), X선 회절(XRD), 전기화학 임피던스 분광법(EIS)…
Compute-Constrained Adaptive Electricity Load Forecasting via Offline Policy Learning
전력 부하 예측 서비스는 일일 예산 제약 하에 정확도와 연산 비용이 다른 모델 간 추론 자원을 효율적으로 배분해야 하는 문제에 직면합니다. 본 연구는 사전 호출 정보, 완전 일자 롤링 폴드, 결과 시간 엠바고, 그리고 최소 서비스 보존 규칙을 활용하여 오프라인 정책을 평가했습니다. 컨텍스트 할당 방식과 FQI(Fitted Q Iteration), Double FQI, Neural FQI를 포함한 세 가지 강화 학습 기법을 정적 예측기와 비교했습니다. 네 가지 공개 데이터셋에 대해 네 가지 예측 기간과 세 가지 예산 제약 조건에서 …
Sulfur-Induced Lattice Disordering in Halide Electrolytes Enables Superionic Sodium-Ion Conduction
비정질 고체 전해질은 결정질 할라이드 골격의 이온 수송 한계를 극복할 유망한 대안이지만, 초이온성 Na+ 전도성 달성은 여전히 난제로 남아있습니다. 이 연구는 고에너지 볼 밀링으로 합성된 혼합 음이온 비정질 Na 이온 고체 전해질인 TaCl5-0.5Na2S(NTSC)를 보고합니다. NTSC는 2.9mS/cm의 실온 이온 전도도와 0.276eV의 낮은 활성화 에너지를 보였습니다. 구조 분석 결과, Ta 중심의 이중 다면체([Ta2Cl10S], [TaCl5S], [TaCl4S], [TaCl4S2])가 코너 공유 황 원자를 통해 상호 …
Broadband Chromatic Dispersion of Thermo‐Refractive Coefficients and Its Impact in Silicon Nitride Nonlinear Photonics
열광학 효과는 광 집적 회로에서 주파수 및 위상 튜닝의 핵심이며, 특히 집적 비선형 공정의 위상 정합 제어를 가능하게 합니다. 기존 설계에서는 군속도 및 유효 굴절률의 색 분산과 모드 구속을 고려했지만, 재료의 열광학 계수(TRC)는 일반적으로 도파 및 클래딩 재료에 대해 고정된 값으로 간주되었습니다. 그러나 본 연구는 통신 및 가시광 대역에 걸친 옥타브 대역폭에서 비분산성 TRC 가정을 적용할 경우, 집적 마이크로링 공진기의 측정된 공진 주파수와 시뮬레이션 결과 사이에 상당한 불일치가 발생함을 밝혀냈습니다. 이 연구는 해당 대역…
First results from the Juice magnetometer during the Lunar-Earth Gravity Assist
ESA의 목성 얼음 위성 탐사선(Juice)은 2031년 목성계 진입 전 세 차례 지구 근접 비행을 수행합니다. 이 비행은 중력 보조 역할 외에도 과학 탑재체의 성능 평가 및 비행 중 보정을 위한 중요한 기회입니다. 첫 번째 비행은 2024년 8월 달-지구 중력 보조(LEGA) 비행으로, 달 근접 통과 후 지구에 접근하는 경로를 포함했습니다. 이 독특한 궤적은 우주선이 태양풍으로 진입하기 전 자기권의 다양한 영역을 샘플링할 수 있게 했습니다. 본 연구에서는 LEGA 기간 동안 Juice 자기계측기(J-MAG)의 성능을 보고합니다.…
Multifunctional Additive Engineering Enables Controlled Crystallization for Scalable Perovskite Solar Cells
페로브스카이트 태양전지(PSC)의 상업화를 위해 고품질 페로브스카이트 박막의 대면적 제조가 필수적입니다. 그러나 슬롯-다이 코팅 시 발생하는 제어되지 않는 결정화는 높은 결함 밀도와 불균일성을 초래하여 성능 저하의 원인이 됩니다. 본 연구에서는 다기능 첨가제인 but-3-yn-1-amine hydrochloride (BAH)를 도입하여 페로브스카이트 전구체 용액의 콜로이드 분포를 균일화하고 결정화를 지연시켰습니다. BAH는 유기 양이온 및 Pb-할라이드 종과의 수소 결합, 정전기 및 배위 관련 상호작용을 통해 이러한 제어된 결정화…
Stability Assessment Method for DFIG-Based Wind Energy Systems
전력 시스템은 심각한 과도 교란으로 인해 안정성이 위협받을 수 있으며, 풍력 터빈 보급이 증가함에 따라 풍력 발전 시스템의 실시간 과도 안정성 평가 방법 개발이 필수적입니다. 특히 풍력 발전 단지에서 널리 사용되는 이중 여자 유도 발전기(DFIG)의 안정성 평가는 중요합니다. 본 논문은 다중 기계 전력 시스템에서 대규모 교란 발생 시 단일 DFIG의 과도 안정성을 평가하는 새로운 방법을 제안합니다. 이 방법은 계통 연계 DFIG의 전력-속도(Pe–ωr) 특성으로부터 임계 회전자 속도 한계를 추정하고, 이를 활용하여 가용 안정성 여…
Ionization Energies, Electron Affinities, Bandgaps, Exciton Binding Energies, and Polarization Energies of Orientation-Controlled Picene, [6]-Phenacene, and [7]-Phenacene Thin Films
지그재그 형태로 벤젠 고리가 융합된 페나센은 유기 전자소자 및 초전도 분야에서 주목받는 화학적으로 안정적인 π-공액 탄화수소입니다. 하지만 아센류에 비해 페나센 박막의 정량적인 전자 매개변수에 대한 연구는 아직 부족합니다. 본 연구는 피센, [6]-페나센, [7]-페나센의 배향 제어 박막에 대해 자외선 광전자 분광법과 저에너지 역광전자 분광법을 활용하여 이온화 에너지(IE), 전자 친화도(EA), 밴드갭, 엑시톤 결합 에너지, 편극 에너지를 정량적으로 분석했습니다. 분자 크기가 에너지 매개변수에 미치는 영향은 미미했습니다. 반면,…
Zero‐Dimensional Organic–Inorganic Hybrid Metal Halides as Luminescent Materials: A Review From the Perspective of Molecular Level
유무기 하이브리드 금속 할라이드(OIHMHs)는 구조적 조절 가능성, 용액 공정성, 우수한 광물리적 특성으로 인해 광학 기능성 재료로 주목받고 있습니다. 특히, 0차원(0D) OIHMHs는 유기 성분에 의해 분리된 공간적으로 고립된 금속-할라이드 다면체 또는 유한 클러스터로 특징지어집니다. 이들의 물리화학적 특성은 구조에 크게 의존하며, 분자 설계가 광학 거동을 결정하는 핵심 요소입니다. 본 리뷰는 0D OIHMHs의 구조적 구성에서 시작하여, 최근 분자 설계의 진전을 종합적으로 다룹니다. 다면체 구조 공학, 원소 조성 및 치환 …
Chirality-Induced Orbital Selectivity through Linear-Orbital Coupling
본 연구는 키랄 정전기 전위를 통한 전자 전송에 대한 3차원 연속체 모델을 제시하며, 이를 통해 키랄 유도 궤도 선택성이 발생함을 규명합니다. 이 모델에서 전자의 투과율은 횡방향 운동과 관련된 입사 궤도 각운동량(OAM)에 크게 의존하며, 전위의 손대칭성이 역전될 때 선택성도 반전됩니다. 이러한 효과는 전위의 나선형 공간 의존성에 의해 매개되는 축 방향 선형 운동량과 OAM 간의 결합에서 비롯됩니다. DNA 규모의 기하학적 매개변수에서 이 선형-궤도 결합은 상당한 궤도 선택성을 생성하며, 이는 정적 및 동적 무질서에도 불구하고 견…
Photoinduced anion exchange for spatially patterned perovskite ASE: Enabling full-color pixelated lasing displays
레이저 디스플레이는 증강/가상 현실, 웨어러블 기기, 광통신 분야의 차세대 핵심 기술입니다. 본 연구는 풀컬러 패턴 레이저 디스플레이 구현을 위해 효과적인 광유도 증기-고체 음이온 교환(PVAE) 전략을 제안합니다. 이 전략은 정밀한 시간 변조를 통해 증폭된 자발 방출(ASE)을 제어할 수 있는 전례 없는 방법을 제공합니다. PVAE는 CsPbX3 (X = Cl, Br, I) 페로브스카이트에서 광 스위칭 가능한 음이온 교환을 조절하며, 교환 속도는 조명 파장 및 강도에 따라 조정됩니다. 최적화된 1561.8 µW/cm² 자외선 활…
Metal Oxide Semiconductors for Electronic Applications
사물 인터넷(IoT), 웨어러블 전자기기, 스마트 표면 기술의 급속한 발전은 투명하고 유연하며 소형화된 전자 기술 개발을 가속화하고 있습니다. 이러한 차세대 전자 소자는 기존 실리콘 기반 기술의 한계를 넘어설 수 있는 새로운 재료와 공정의 필요성을 증대시키고 있습니다. 특히, 금속 산화물 반도체(MOS)는 높은 이동도, 우수한 투명성, 유연성 및 저비용 생산 가능성으로 인해 차세대 전자 소자의 핵심 재료로 주목받고 있습니다. 본 연구는 다양한 금속 산화물 반도체 재료의 특성과 전자 소자 응용 가능성을 종합적으로 분석합니다. 특히,…
Rapid radiality testing methods for accelerating the optimization of reconfigurable power grids
분산 에너지 자원, 전기차, 마이크로그리드 통합으로 배전망이 스마트하고 능동적인 분산형 아키텍처로 진화함에 따라, 계통 재구성은 최적 운영의 핵심 도구가 되었습니다. 이때 최적화 알고리즘이 제안하는 모든 잠재적 솔루션의 방사상(radiality) 여부를 평가하는 과정은 전체 인구 준비 시간의 80% 이상을 차지할 정도로 병목 현상을 유발합니다. 본 연구는 기존의 Prim 알고리즘, Fiedler 정리 기반 고유값 분석, 깊이 우선 탐색(DFS), 라플라시안 행렬의 영 고유값 중복도 등 네 가지 방사상 테스트 전략의 성능을 평가합니…
Analytical framework for corona discharge modelling at small distances integrated with established propulsion relationships
전기유체역학(EHD) 추진 시스템은 무정비, 친환경, 저소음, 고효율 기술로서 주목받고 있습니다. 본 연구는 와이어-NACA 00xx 에어포일 전극 구성에서 코로나 방전 특성을 분석하기 위한 해석적 프레임워크를 개발하고, 이를 모듈형 추진 시스템의 구성 요소로 활용하고자 합니다. 개발된 해석 방법은 실험 결과와의 호환성을 목표로 단계별 접근 방식을 따릅니다. 특히 코로나 방전에 대한 정확한 근사치를 생성하는 것이 중요하며, 이는 실험 데이터와 엄격하게 검증되었습니다. 제안된 해석 결과와 실험 데이터를 비교한 결과, 20mm 전극 …
Conductive MOF Engineering for Carbon‐Based Perovskite Solar Cells With High Efficiency, Stability, and Lead Leakage Mitigation
정공수송층이 없는 탄소 전극 페로브스카이트 태양전지(HTL-free C-PSC)는 제조가 간단하고 저렴하며 환경 친화적이라는 장점이 있지만, 계면 에너지 불일치와 심각한 비방사성 재결합으로 인해 효율 향상에 어려움을 겪어왔습니다. 본 연구는 페로브스카이트 층과 탄소 전극 사이의 계면을 개선하기 위해 전도성 금속-유기 골격체(MOF) 엔지니어링 전략을 제안합니다. 연구팀은 Cu3BTC2 나노 기공에 강력한 전자 수용체인 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ)을 도입하여 분자간 π–π 공액 네트워크를 형성했습니다. 이를 통해 …
Dual-threshold graded desaturation protection for IGBTs in VSC-HVDC converter valve submodules
전압원 컨버터 기반 고전압 직류(VSC-HVDC) 송전 시스템의 컨버터 밸브 서브모듈에서 발생하는 다양한 단락 조건에 따른 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)의 단락 전류 변화 및 보호 요구사항 차이를 해결하기 위해 이중 임계치 등급형 불포화 보호 전략을 제안한다. 이는 저인덕턴스 단락 시 빠른 보호를 제공하는 고임계치 채널과 고인덕턴스 단락 시 서서히 증가하는 과전류를 식별하는 저임계치 채널로 구성된다. 고임계치 채널은 독립적으로 설정된 검출 회로 파라미터와 단축된 블랭킹 시간을 활용하여 신속한 보호를 제공한다. 저임계치 …
Phase-controlled super-modes in a ‘lossy’ tri-waveguide coupled micro-ring resonator system
결합 마이크로링 공진기(MRR) 시스템에서 결합 과정은 광학적 응답을 결정하는 데 핵심적이지만, 기존 모델들은 이 과정을 손실이 없거나, 순수 실수 또는 순수 허수 결합률을 갖는 소산성으로 가정합니다. 복소수 결합률로 특징지어지는 '손실성 결합' 시스템은 상대적으로 주목받지 못했습니다. 본 연구에서는 이러한 손실성 결합의 영향을 조사하기 위해 시간 영역 결합 모드 이론(TCMT)을 사용하여 삼중 도파관 결합 MRR 시스템의 광학적 응답을 모델링했습니다. 손실성 결합은 한 쌍의 MRR 사이에 위치한 공통 버스 도파관을 통해 발생하며…
Modeling polaron excitations and stabilization mechanisms in conjugated polymers
유기 반도체에서 전하 운반자는 환경과의 상호작용으로 안정화되는 자가 국소화 상태인 폴라론을 형성합니다. 본 연구는 제일원리 계산으로 매개변수화된 유전체 안정화 강결합 모델을 사용하여 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)의 바닥 및 여기 폴라론 상태를 계산했습니다. 연구 결과는 주요 중적외선 흡수 특성, 특히 사슬 길이에 따른 사슬 내 폴라론 여기 피크(피크 B)의 이동과 레지오규칙성 및 레지오무규칙성 P3HT 간의 변화를 정량적으로 재현합니다. 국부적인 고리 왜곡에 기반한 대체 안정화 메커니즘과의 비교를 통해, 유전체 분극이 폴라론 …
Observation of inherent chiral Smith–Purcell effect via symmetry breaking
대전된 입자가 주기 구조물 근처에서 움직일 때 복사를 방출하는 스미스-퍼셀 효과는 기존에 메타표면 위상 공학이나 공진 모드 간섭을 통해 카이랄 복사를 생성했습니다. 그러나 이러한 방식은 대개 협대역의 약한 카이랄 방출을 보였습니다. 본 연구는 공진 간섭이 없는 새로운 메커니즘을 도입하여, 대전 입자 자체의 특성을 활용합니다. 비카이랄 및 비공진 실리콘 격자를 사용하여 광대역의 높은 카이랄 스미스-퍼셀 복사를 구현했으며, 0.87이라는 기록적인 편광도를 달성했습니다. 이는 전자에 의해 유도된 에바네슨트 파동의 횡 스핀 각운동량을 …
Sustainable high performance computing in the UK: a position paper on public investment, accountability, and the path to net zero
영국은 고성능 컴퓨팅(HPC)에 상당한 투자를 하고 있으나, 지속 가능성, 책임성, 장기 인프라 계획을 다루는 일관된 국가 전략이 부재합니다. 이 연구는 공공 투자에 대한 회수 평가를 위해 모든 공공 자금 지원 HPC 시스템의 활용도, 연구 성과 및 비용 효율성에 대한 일관된 공개 보고가 필수적임을 제안합니다. 또한, 공공 자금 지원 HPC 시스템은 에너지 소비, 탄소 배출량, 그리고 시스템 폐기 시 처리 방안에 대한 의무적이고 표준화된 보고를 따라야 한다고 주장합니다. 이는 HPC 인프라의 환경적 영향을 투명하게 관리하고 책임성…
FBG magnetic field sensor based on V-hinge structure
자원 탐사, 국방 안보, 재난 모니터링 등 다양한 분야에서 자기장 측정은 필수적입니다. 기존 광섬유 자기장 센서의 낮은 민감도 문제를 해결하기 위해 V-힌지 구조 기반의 FBG(Fiber Bragg Grating) 자기장 센서가 제안되었습니다. 이 센서는 대칭형 박판과 구동판을 통합한 V-힌지 구조를 통해 Terfenol-D 로드의 미세 변형을 증폭시켜 센서의 민감도를 크게 향상시킵니다. 연구팀은 먼저 센서 모델을 수립하고 이론적 분석을 수행했습니다. 이어서 COMSOL 시뮬레이션을 통해 센서 모델을 분석했으며, 최종적으로 실제 …
The Hidden Net Cost of Data Center Construction and Operation for Household Service Pricing
인공지능(AI)의 급속한 확산은 데이터센터 건설을 가속화하며 가계에 파급 효과를 미치고 있습니다. 본 연구는 AI 시대 데이터센터 구축 및 운영 비용(건설, 에너지, 물, 전력망 개선, 냉각, 생애주기 관리 포함)이 서비스 공급망을 통해 의료, 운송, 교육, 금융, 상업 등 가계 서비스 가격에 어떻게 영향을 미치는지 분석합니다. 또한 AI가 가져올 수 있는 생산성 및 복지 혜택도 함께 고려합니다. 연구는 네 가지 비용 전가 경로를 식별합니다: 에너지 비용의 공공요금 사회화, 클라우드 플랫폼 가격 책정, AI 도입 산업으로부터의 부…
Polyoxometalate-incorporated metal–organic frameworks as electrochemical sensors for ascorbic acid, dopamine and uric acid
아스코르브산(AA), 도파민(DA), 요산(UA)과 같은 소분자 대사물질의 실시간 분석은 생물학적 시스템 연구 및 질병 진단에 필수적입니다. 대표적인 금속-유기 골격체(MOF)인 MIL-101(Cr)은 우수한 화학적 안정성과 넓은 비표면적을 겸비하여 다양한 분야에서 큰 잠재력을 보입니다. 본 연구에서는 폴리옥소메탈레이트(POM)가 통합된 바이메탈 MOF 복합체인 MIL-101(Cr2Fe)-POM-T (POM = SiW12 또는 PW12, T = 180 또는 220)를 전기화학 센서로 개발하여 AA, DA, UA 측정 성능을 평가했…
Imidazole-Containing Ether-Free Polyaromatics with Self-Aggregating Piperidinium Side Chains for Alkaline-Stable Anion Exchange Membranes
음이온 교환막 수전해기(AEMWE)의 핵심 부품인 음이온 교환막(AEM)은 알칼리 안정성과 이온 전도도 부족으로 인해 운영 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 효율적인 이온 수송과 높은 알칼리 안정성을 동시에 촉진하는 자가 응집성 양이온성 측쇄를 고분자 골격에 통합하는 전략을 채택했습니다. 연구팀은 이사틴 및 이미다졸 부분을 포함하는 고알칼리 안정성 폴리아로마틱 전구체를 산성 폴리하이드록시알킬화를 통해 합성했습니다. 이후 소수성 지방족 사슬 또는 유연한 친수성 에틸렌 옥사이드(…
Near‐Micron Single‐Crystalline Mn‐Rich Cathodes With Exceptional Cycling Stability
니켈 및 코발트가 없는 리튬 이온 배터리 화학을 발전시키기 위해서는 망간 산화환원 기반 양극재에서 높은 에너지 밀도와 장기 사이클 안정성을 확보하는 것이 중요합니다. 본 연구에서는 망간 리치 양이온 무질서 암염(δ-DRX)에서 파생된 근마이크론 단결정 δ-상 양이온 무질서 암염을 사용하여 망간 산화환원 양극재의 성능 벤치마크를 제시합니다. 이 물질은 400 사이클 동안 약 97%의 용량 유지율로 약 640 Wh kg-1의 에너지 밀도를 달성했습니다. 이러한 높은 에너지 밀도와 사이클 수명은 산소 산화환원 활성을 억제하기 위한 높은…
Anion‐Driven Solvent Degradation Networks in High‐Concentration Battery Electrolytes
고농도 전해액(HCE)은 견고한 무기물 기반 고체 전해질 계면(SEI) 형성 능력 때문에 활발히 연구되고 있습니다. HCE의 SEI 조성은 묽은 전해액과 다르지만, 이러한 변화를 유도하는 음이온 매개 반응 네트워크는 아직 불분명합니다. 관련된 라디칼 중간체의 복잡성과 일시적인 특성으로 인해 초기 SEI 형성 메커니즘에 대한 포괄적인 이해가 부족했습니다. 본 연구에서는 자동화된 반응 탐색 및 미세동역학 모델링(MKM)을 활용하여 음이온 매개 전해액 분해를 지배하는 반응 네트워크를 규명했습니다. LiFSI 및 LiTFSI에서 파생된 …
Organic acid-regulated self-assembly and anti-oxidation of low-defect Sn-Pb perovskite nanocrystals toward optical anti-counterfeiting applications
주석-납 혼합 페로브스카이트 나노결정(NCs)은 좁은 밴드갭과 낮은 독성으로 인해 광범위하게 연구되고 있으나, 고유한 표면 결함, 낮은 결정성, 그리고 Sn2+ 산화 문제로 인해 안정성과 활용성이 저해됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 다양한 카르복실 수와 배위 능력을 가진 네 가지 유기산(FA, OA, CA, EDTA)을 활용하여 MAPb0.5Sn0.5Br3 NCs를 합성하고, 카르복실 그룹의 조절 메커니즘을 규명했습니다. 카르복실 그룹은 Pb2+보다 Sn2+와 더 강하게 배위하여 NCs의 자가 조립을 조절하고 Sn2+…
Tyrosinase–SWCNT Electrochemical Biosensor for Tyramine Detection: Experimental Development and Molecular Dynamics Insights
티라민(TYM)은 미생물 부패의 주요 지표이자 고농도에서 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 본 연구는 TYM을 선택적으로 검출하는 고성능 전기화학 바이오센서 개발을 위해 실험 및 전산 접근법을 통합했습니다. 카르복실화된 단일벽 탄소나노튜브(COOH-SWCNT) 변형 스크린 인쇄 탄소 전극(SPCE)에 타이로시나아제(Tyro)를 고정하여 나노구조 바이오전극을 제작했습니다. 개발된 바이오센서는 1.15 × 10–6 M의 검출 한계와 9.98 × 10–6 ~ 1.08 × 10–4 M의 선형 범위를 나타냈습니다. 또한, 히스타민, 푸트레…
Fault diagnosis of photovoltaic array under service-cycle degradation evolution via semi-supervised conditional domain adversarial network with dynamic label smoothing
태양광(PV) 모듈의 장기 사용에 따른 성능 저하는 출력 특성 분포의 동적 변화를 유발합니다. 기존 고장 진단 방법은 열화되지 않거나 고정된 열화 수준의 정적 데이터셋에 의존하여, 모듈 수명 주기 전반의 동적 특성 변화를 간과합니다. 이로 인해 모델은 미지의 열화 상태에서 심각한 도메인 시프트 문제를 겪으며, 일반화 능력과 진단 정확도가 크게 저하됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 동적 레이블 스무딩 기반 조건부 도메인 적대 네트워크(dynamic label smoothing-based conditional domain adve…
Density functional theory investigation of CsMnBrxI3-x (x = 0-3) halide perovskites for optoelectronic applications
급증하는 에너지 수요에 대응하기 위해 재생에너지, 특히 태양광 에너지 활용이 중요해지고 있으며, 광전자 분야는 열광전 및 광검출기 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 기존 납(Pb) 기반 페로브스카이트는 광전자 소자 흡수층으로 널리 사용되었으나, 독성과 상 불안정성 문제로 인해 무연(Pb-free) 페로브스카이트에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 본 연구는 CsMnBrxI3-x (x = 0, 1, 2, 3) 할라이드 페로브스카이트의 광전자 응용 가능성을 이론적으로 탐색했습니다. 스핀 의존적 일반화 기울기 근사(SGGA) 및…
Polymer-Linked Nanoparticle Networks Running on Heat Can Act as Computing Devices
차세대 인공지능 시스템 구현을 위해 물리 신경망(PNN) 하드웨어 개발이 중요하며, 열류를 정보 인코딩 및 처리 수단으로 활용하는 포노닉 소자가 뉴로모픽 컴퓨팅의 유력한 대안으로 부상하고 있습니다. 본 연구에서는 인공 신경망(ANN)을 고분자 네트워크 나노입자(PNNP) 기반의 PNN 시뮬레이션 모델로 역매핑했습니다. 원자 수준 시뮬레이션을 통해 고분자로 연결된 나노입자 네트워크가 정보 처리, 즉 출력 열류에 따른 입력 온도 분류를 실현할 잠재력이 있음을 확인했습니다. 고처리량 분자 동역학(MD) 시뮬레이션과 트러스트 영역 베이지…
Coal-based hard carbon anodes for sodium-ion batteries: A review
하드카본은 우수한 나트륨 저장 성능으로 인해 나트륨이온전지(SIBs)의 유망한 음극 후보 물질로 주목받고 있습니다. 다양한 전구체 중 석탄은 높은 탄소 함량, 풍부한 방향족 구조 단위, 저렴한 비용으로 이상적인 전구체로 평가됩니다. 본 총설은 석탄 기반 하드카본의 유형, 물리화학적 특성, 제조 방법, 장단점, 구조 및 나트륨 저장 메커니즘을 체계적으로 검토합니다. 나트륨 저장 성능 향상을 위한 핵심 전략으로 탄소 미세 결정 배향 제어, 이종 원자 도핑, 닫힌 기공 조절 등이 강조됩니다. 다양한 석탄 유형별 합성 방법과 전기화학적 …
The effect of Coulomb interactions of thermoelectric characteristics of Marcus molecular junctions
이론적 연구를 통해 분자 주변의 열화된 포논 모드가 전자 수송에 강하게 영향을 미치는 분자 접합에서 쿨롱 상호작용이 열전 특성에 미치는 영향을 분석했습니다. 분자 상태의 전자 간 쿨롱 상호작용과 주변 환경의 재배열 과정이 시벡 계수와 전력 인자에 중대한 영향을 미칠 수 있음을 확인했습니다. 특히, 전자-전자 상호작용이 주변 분자 재배열의 효과를 상쇄하여, 영전압 컨덕턴스와 열전 전압의 거동에 질적인 변화를 가져올 수 있음을 보였습니다. 이러한 발견은 분자 접합의 열전 성능을 이해하고 최적화하는 데 중요한 통찰력을 제공합니다. 향…
Dislocation-induced artifacts in cyclic voltammetry of battery materials
이 논문은 배터리 전극 재료의 결정학적 전위가 순환 전압 전류법(CV) 결과에 왜곡을 일으키는 현상을 다룬다. CV는 배터리 전기화학 분석의 핵심 도구로, 피크 위치, 높이, 모양을 통해 열역학적 상태와 반응 속도를 해석한다. 그러나 기존 해석은 전극의 기계적 상태, 특히 결정 전위의 영향을 간과해왔다. 음극 나노입자 내 결정 전위는 응력장을 생성하여 전기화학적 경계 조건에 직접적으로 영향을 미친다. 이로 인해 CV 응답에 나타나는 변화는 순수한 화학적 또는 동역학적 현상으로 오인될 수 있다. 본 연구는 Larché-Cahn 형식…
UAV-based dynamic crowd monitoring for rescue prioritization using subspace-driven localization
재난 발생 후 생존자들을 신속하고 신뢰성 있게 찾아내는 것은 수색 및 구조 작업에서 매우 중요합니다. 그러나 연기, 먼지, 잔해 등으로 인해 기존 시각 영상 감지 방식은 비효율적이며, RSSI 기반 위치 파악은 다중 경로 간섭과 노이즈에 취약합니다. 본 논문은 동적 군중 모니터링 및 구조 우선순위화를 위한 부분 공간 기반 다중 UAV 시스템을 제안합니다. 제안하는 시스템은 부스트로페돈 스캐닝을 통해 생존자 Wi-Fi 장치에서 공간적으로 연속적인 RSSI 시퀀스를 획득합니다. 불규칙한 측정값을 정규화하기 위해 공간 재샘플링 기법을 …
Self-Catalyzed Hastelloy Fiber Paper (HAP) Porous Transport Layer for Oxygen Evolution Reaction in Anion Exchange Membrane Water Electrolysis
음이온 교환막 수전해(AEMWE)에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 다공성 전달층(PTL)으로 하스텔로이 섬유 종이(HAP)를 촉매층 없이 활용하는 연구가 진행되었다. 수소 발생 반응(HER) PTL로 루테늄(Ru)이 코팅된 니켈 섬유 종이(NFP)와 HAP를 결합하여 비대칭 Ru/NFP(−)//HAP(+) 단일 셀 시스템을 구성했다. 실험 결과, 이 시스템은 70°C에서 음극 습윤 조건 시 1.8V에서 725.67 mA cm⁻²의 전류 밀도를 보였고, 음극 건조 조건에서도 701.34 mA cm⁻²를 유지했다. 5,000회 가…
Additively Manufactured in planta Integrated Microneedle–Microfluidic Sensing: Nondestructive Electrochemical Tracking of Glucose and Water Stress in Agricultural Crop Plants
기존 작물 스트레스 분석법은 파괴적이고 노동 집약적이며 연속 모니터링에 부적합하여, 작물 생리 상태의 시의적절한 정량화에 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 스마트폰 기반 데이터 수집이 가능한 마이크로니들 기반 전기화학 바이오센싱 플랫폼을 개발했습니다. 이 플랫폼은 세 가지 혁신적인 설계를 통합합니다. 첫째, 수액 접근을 위한 완전히 통합된 속이 빈 마이크로니들-미세유체 측정 경로를 제공합니다. 둘째, 금속 전극을 조직과 직접 접촉하지 않도록 물리적으로 분리하여 삽입 부위의 마모를 줄이고 생체 적합성을 향상시…
Hybrid Single-Walled Carbon Nanotube–Nanocellulose Networks as Current-Collector-Free Electrodes
나노셀룰로스(NC)의 구조적 기능성과 탄소나노튜브(CNT)의 전기 전도성을 결합한 하이브리드 나노구조는 전기화학 분석용 전극 설계에 있어 주목받고 있습니다. 하지만 기존 CNT:NC 하이브리드 필름 전극은 별도의 전도성 기판과 바인더를 필요로 하며, 공정-구조-전기화학 성능 간의 체계적인 관계를 규명하는 데 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 절연 지지체 위에 전류 집전체와 바인더 없이 장섬유 단일벽 탄소나노튜브(LLSWCNT)와 TEMPO 산화 셀룰로스 나노섬유(TOCNF)로 구성된 자체 전도성 하이브리드 전극을 개발했습니다. 조…
Multiwavelength Optical Pulse-Induced Temporal State Mapping in an ITO/SnO2/ITO Optoelectronic Synaptic Device
본 연구는 마그네트론 스퍼터링으로 수직형 ITO/SnO2/ITO 광전자 시냅스 소자를 제작하여 광 감지 및 시간 상태 인코딩 가능성을 탐구했습니다. 해당 ITO/SnO2 스택은 400~800 nm 파장대에서 88.3%의 평균 투과율을 보였습니다. 제작된 소자는 380, 550, 660 nm의 다양한 파장 조명에 반응했으며, 쌍펄스 촉진(PPF) 현상과 함께 펄스 폭, 간격, 횟수에 따른 변조 특성을 나타냈습니다. 이는 유한한 시간 스케일 내에서 이력 의존성과 펄스 누적 효과가 있음을 시사합니다. 이러한 동역학은 빠른 광운반자 여기…
Interface-Driven High Ionic Conductivities in Hydridoborate/Oxide Nanocomposite Electrolytes: A Pathway to High-Capacity All-Solid-State Batteries
재생 에너지 저장에 필수적인 차세대 전지 기술로 전고체 전지(ASSB)가 주목받고 있습니다. 기존 유기 액체 전해질 전지 대비 에너지 밀도와 안전성을 향상시킬 잠재력을 지닌 고체 전해질(SE) 중, 하이드리도붕산염은 부드러운 특성과 리튬 및 나트륨 금속에 대한 전기화학적 안정성으로 유망한 후보로 평가됩니다. 그러나 순수한 하이드리도붕산염은 낮은 온도에서 전지 적용에 충분한 이온 전도도를 보이지 않습니다. 본 연구에서는 계면 공학을 통해 전도성 및 전기화학적으로 안정한 하이드리도붕산염/산화물 나노복합체를 개발하는 효과적인 접근 방식…
Spatiotemporal terahertz emission nanoscopy of spintronic photocurrent
나노 규모에서 초고속 스핀 및 전하 광전류를 포착하는 것은 물리학 및 공학의 기초 연구와 새로운 스핀-궤도 전자 장치와 같은 미래 응용 분야에 필수적입니다. 전자의 에너지, 선형 운동량, 각 운동량 변화에 의해 구동되는 근본적인 동역학에 접근하려면 펨토초 및 나노미터와 같은 고유한 시공간 규모에서 탐색해야 하지만, 이러한 동시 해상도를 달성하는 실험적 접근 방식은 드물고 기기적으로 까다롭습니다. 근접장 탐침은 초고속 및 나노미터 해상도를 결합하는 유망한 플랫폼을 제공하며, 일반적으로 면외 전기장에 대한 높은 민감도를 가집니다. 그…
A Novel Edge Computing-Based System for Real-Time Neutral-to-Earth Voltage and Energy Monitoring in Distribution Networks
배전망에서 중성선-접지 전압(NTEV)은 접지 무결성, 절연 성능 저하 및 전기 안전을 나타내는 중요한 지표입니다. 그러나 기존에는 주로 중앙 집중식 클라우드 시스템을 통해 모니터링되어 높은 지연 시간, 시간 의존적 이상 현상에 대한 가시성 부족, 통신 인프라 의존성 등의 한계가 있었습니다. 본 논문은 연속적인 NTEV 모니터링과 엣지 기반 분석, 클라우드 지원 감독을 통합한 스마트 에너지 미터-엣지 게이트웨이(SEM-EG) 아키텍처의 설계, 구현 및 현장 검증을 제시합니다. 제안된 시스템은 전압, 전류, 전력 관련 매개변수와 함…
Rethinking glyme electrolytes in sodium batteries: from passive solvents to active reaction media
나트륨 기반 전지는 풍부한 매장량과 저렴한 비용으로 리튬 기술의 유망한 대안으로 부상하고 있습니다. 그러나 전지 성능은 전해액 화학에 크게 좌우됩니다. 본 연구는 나트륨 전지, 특히 전해액이 전기화학 반응에 적극적으로 참여하는 Na-O2 시스템에서 글라임 기반 전해액의 역할을 탐구합니다. 글라임 사슬 길이, 나트륨 염의 종류, 염 농도가 Na+ 용매화 구조, 이온 쌍 형성, 물질 전달, 초과산화물 용해도 및 고체-전해액 계면(SEI) 형성에 미치는 영향을 논의합니다. 이러한 상호 연관된 요소들이 산소 환원 및 발생 반응 속도, 방…
Electricity Load Forecasting for 400 Public Buildings in Shenzhen: Model Comparison, Feature Selection, and TreeSHAP Interpretation
이 연구는 선전시 400개 공공건물의 2021년 시간당 전력 부하 데이터를 활용하여 1시간 후 전력 부하 예측 모델을 개발했습니다. 예측 성능과 입력 데이터 요구 사항 간의 균형을 맞추는 것이 중요하며, 총 3,504,000개의 시간별 관측치를 분석했습니다. 각 건물별로 시계열 분할(훈련 80%, 테스트 20%) 후, 각 알고리즘에 대해 통합 모델을 구축했습니다. 건물 특성, 시간 정보, 기상 관측치, 사회-공간적 맥락, 전일 부하 프로파일 등 35가지 예측 변수를 사용했으며, 훈련 기간 내 5겹 확장 창 교차 검증을 통해 전처리…
Novel framework for physical-layer secrecy and network secrecy energy efficiency of UAV-assisted device-to-device communication
6G 시대에는 무선 네트워크가 방대한 데이터를 연결하고 인공지능 발전을 가속화할 것으로 예상됩니다. 특히 무인항공기(UAV)는 이동성, 유연성, 가시선 통신 링크 구축 능력으로 인해 재난 지역 등 지상 인프라가 부족한 환경에서 온디맨드 서비스를 제공하며 네트워크 용량과 도달 범위를 크게 확장할 잠재력을 가집니다. 본 연구는 수동 도청 환경에서 UAV를 지원하는 D2D(Device-to-Device) 통신 네트워크의 에너지 제약, 스펙트럼 희소성, 심각한 동일 채널 간섭 문제를 해결하고자 합니다. 각 사용자의 프라이버시 수준과 전송…
Construction of rGO/WO3/SiNWs Ternary Composite Structure and Its Low-Temperature NO2 Gas-Sensing Performance
실리콘 나노와이어(SiNWs) 기반 NO2 센서의 낮은 민감도와 높은 작동 온도를 개선하기 위해, 본 연구에서는 rGO/WO3 복합체를 SiNWs 표면에 스핀 코팅하여 rGO/WO3/SiNWs 삼중 이종접합 구조를 구축했습니다. XRD, XPS, SEM, TEM 분석을 통해 WO3 나노로드, rGO 시트 및 SiNWs 스캐폴드 간의 긴밀한 다중 p-n 이종접합 형성을 확인했습니다. 가스 감지 테스트 결과, rGO 도핑 수준이 센서 성능에 결정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 0.4 wt% rGO 샘플은 127°C에서 1 p…
Renewable Energy Output Uncertainty and Risk Transmission in Sustainable Power Supply Chains
재생에너지 발전량의 불확실성은 발전사와 전력 판매사 간의 위험 배분 방식에 변화를 가져옵니다. 본 연구는 소매업자 주도의 Stackelberg 및 발전사 측 Cournot 경쟁 환경에서 화력 발전소, 친환경 발전소, 그리고 판매사를 포함하는 평균-분산 모델을 개발했습니다. Stackelberg 모델에서 판매사의 위험 회피도가 높을수록 구매 가격과 두 발전원의 생산량이 증가하며, 이는 판매사의 단위 마진 노출을 줄이기 때문입니다. Cournot 모델에서는 화력 발전소의 위험 회피도가 높을수록 화력 및 총 생산량은 감소하지만, 친환경…
Noncentrosymmetric Manganese Bismuth Thiocyanate Perovskites
페로브스카이트 구조에서 대칭성 저하 정렬은 다양한 기능성을 유도할 수 있습니다. 특히, 티오시아네이트 기반 페로브스카이트(AM(SCN)3)는 원자 산화물과는 다른 독특한 정렬을 보여 새로운 기능적 특성을 가능하게 합니다. 본 연구에서는 K{Mn[Bi(SCN)6]}, NH4{Mn[Bi(SCN)6]}·18H2O, Cs{Mn[Bi(SCN)6]}·18H2O, 그리고 Gua6{Mn9[Bi(SCN)6]8}·6H2O 등 네 가지 새로운 결함 정렬 망간 티오시아네이트 페로브스카이트를 합성하고 그 구조를 규명했습니다. 이를 위해 분말 X선, 단결…
The interplay between stack pressure, mechanical expansion and degradation pathways in lithium-ion batteries
리튬이온 배터리의 전기화학적 열화 메커니즘은 잘 알려져 있으나, 기계적 요인의 영향은 충분히 이해되지 않고 있습니다. 본 연구는 전극 팽창과 무관하게 전극에 균일하고 일정한 스택 압력을 가하는 고정밀 스택 압력 제어 및 딜라토미터 도구를 도입했습니다. 일반적인 초기 스택 압력보다 4배 높은 압력을 가하여, 산업적으로 중요한 흑연 ‖ LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 셀의 수명을 두 배로 늘렸습니다. 이는 활물질이나 전해액을 변경하지 않고 얻은 결과입니다. 이 발견은 많은 리튬이온 배터리가 최적 이하의 스택 압력 조건에서 작동하여…
Lithium Makes the Difference─Evolution of Lithium Vacancy Disorder during Temperature-Induced Phase Transitions of the Li-Ion Conductor Li4SnS4
황화물 기반 리튬 이온 고체 전해질은 높은 이온 전도성으로 고체 배터리 분야에서 유망하지만, 대부분 습기에 취약합니다. 최근 Li4SnS4는 다른 황화물 전해질보다 높은 내습성을 보여 주목받고 있습니다. 본 연구는 두 가지 직방정계 Li4SnS4 동질이상(α, β)의 미개척된 온도 의존적 상 거동을 탐구했습니다. 시차 주사 열량계(DSC)와 온도 의존적 분말 X선 회절(PXRD) 분석을 통해 α-Li4SnS4가 96 °C에서 β-Li4SnS4로 전이됨을 확인했습니다. 또한, 196 °C에서 β-Li4SnS4가 새로운 γ-동질이상으…
Side-Chain Length Modulation in Thieno[3,2- c ]isochromene Small-Molecule Donors for High-Performance Ternary Fullerene Organic Solar Cells
측쇄 엔지니어링은 고성능 벌크 이종접합 유기 태양전지(OSC)의 결정성과 활성층 형태를 정밀하게 조절하는 효과적인 전략입니다. 본 연구는 측쇄 길이와 특성 간의 관계를 체계적으로 규명하고자 티에노[3,2-c]아이소크로멘 기반의 소분자 공여체 TiC6, TiC8, TiC12 동족체를 설계하고 활용했습니다. 이들은 헥실에서 도데실까지 다양한 알킬 사슬 길이를 가집니다. PTB7-Th:PC71BM 시스템을 기반으로, 이 세 가지 공여체를 삼원계 OSC의 세 번째 구성 요소로 사용하여 광전 성능과 안정성을 체계적으로 비교했습니다. 비교 …
A hybrid MCDM approach for site selection of electric vehicle battery swapping station
상업 및 가정용 운송 부문의 탈탄소화를 위한 유망 전략은 전기차(EV)로의 전환에 기반을 둡니다. 그러나 EV 보급은 주행 거리 불안감, 불충분한 충전 인프라, 긴 대기 시간으로 인해 저해되고 있습니다. 본 연구는 도시의 지속 가능한 이동성 요구를 충족하고 충전 혼잡을 최소화하기 위해 데이터 기반 하이브리드 다기준 의사결정(MCDM) 기법을 통해 배터리 교환소(BSS)의 최적 입지를 선정하는 것을 목표로 합니다. 제안된 모델의 입력 섭동에 대한 강건성을 확인하기 위해 몬테카를로 분석을 수행했으며, 순위 안정성이 입증되었습니다. 대…
Micrographic Evaluation of Water-in-Oil Emulsion Stability up to Critical Electric Field
정전기적 탈유화는 석유 산업에서 유중수 에멀션을 분리하는 데 널리 사용되지만, 미시적 액적 동역학과 거시적 전기적 반응 간의 관계, 특히 임계 전기장(CEF)의 정의는 아직 불충분하게 이해되고 있습니다. 본 연구는 직류 전기장 하에서 광학 현미경과 전류 모니터링을 결합하여 전기적 합착(electrocoalescence)을 정량적으로 조사했습니다. 전극 간격(100–300 μm), 수분 함량(5–15 wt%), 계면활성제 농도(0.5–1.5 wt%)를 체계적으로 변화시킨 81가지 실험을 통해 유중수 모델 에멀션을 평가했습니다. 실시…
Neuromorphic hierarchical modular reservoirs
뇌 조직의 근본 원리인 모듈성은 전문화된 정보 처리를 가능하게 하는 분리된 하위 네트워크의 존재로 나타납니다. 이러한 고밀도 연결 모듈은 종종 더 크고 고차원적인 모듈 내에 중첩되어 계층적 모듈 구조를 형성하지만, 이러한 계층적 모듈성이 네트워크 기능에 미치는 영향은 아직 불분명합니다. 본 연구에서는 다단계 계층적 모듈 네트워크를 생성하기 위한 간단한 블록 모델링 프레임워크를 도입하고, 이를 순환 신경망 리저버로 구현하여 계산 능력을 평가했습니다. 그 결과, 계층적 모듈 네트워크가 엄격한 모듈형 및 무작위 네트워크에 비해 기억 …
Strategies for Boosting Performance of Perovskite Photodetectors: Synergistic Material and Device Optimization for Advanced Applications
현대 광전자 시스템의 핵심 부품인 광검출기(PD)는 의료 진단 및 바이오 센싱 분야에 널리 활용됩니다. 차세대 광전자 기술의 고성능, 저비용, 휴대성 요구를 충족하기 위해 페로브스카이트 소재는 우수한 광전자 특성, 용액 공정성, 조성 유연성 덕분에 유망한 광 흡수 물질로 부상했습니다. 최근 다양한 전략을 통해 페로브스카이트 기반 PD의 성능이 크게 향상되었습니다. 본 총설은 페로브스카이트 PD의 성능 향상 전략을 체계적으로 분석합니다. 먼저 PD의 기본 작동 원리와 핵심 성능 지표를 소개하고, 성능 개선을 위한 네 가지 핵심 전략…
Thermal comfort indices improve characterization of weather-driven electricity demand and associated CO₂ emissions in Kuwait
고온 건조 지역의 전력 수요는 기후 조건에 크게 좌우되지만, 단순 기상 변수보다 통합된 열 쾌적성 지수가 전력 수요를 더 일관성 있게 설명하는지는 불분명했습니다. 본 연구는 쿠웨이트의 일일 전력 수요와 관련된 기상 지표를 평가하고, 기후 임계값을 초과하는 에너지 사용량 및 이산화탄소 증가량을 정량화했습니다. 1999년부터 2024년까지 26년간의 일일 전력 부하 기록을 인구수로 정규화하고 비기후적 변동을 제거했습니다. 조정된 부하 계열은 기온, 상대 습도, 통합 열 쾌적성 지수(UTCI), 열 지수(Heat Index), 습도 지…
Interface-enhanced TiO2@C@CNTs supraspheres enabled by emulsion-assisted co-assembly for high-efficiency lithium-ion storage
나노구조 복합재료는 첨단 전기화학 에너지 저장 분야에서 중요하게 다뤄지지만, 기존 복합재료는 계면 결합 및 상호작용 부족으로 인해 집합적 특성이 저하되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 에멀션 보조 자가 조립 전략을 통해 균일한 구형 나노복합체를 제작했습니다. 연구팀은 탄소 나노튜브(CNTs)와 침상형 TiO2 결정을 장쇄 탄화수소 리간드로 표면 개질한 후, 에멀션 기반 공정을 통해 균일한 구형 나노복합체로 공동 조립했습니다. 후속 탄화 과정을 거치면서 리간드의 탄화수소 사슬이 얽히며 초박형 탄소층으로 변환되…
Concentration-dependent back interface passivation with SiO2 nanoparticles for efficient kesterite thin-film solar cells
CZTSSe 박막 태양전지의 개방 전압(V OC)은 후면 계면의 전하 재결합으로 인해 심각하게 제한됩니다. 본 연구에서는 스핀 코팅을 통해 다양한 농도(0~3.00%)의 SiO2 나노입자 분산액을 도포하여 CZTSSe 흡수층과 Mo 코팅 유리 기판 사이의 후면 계면을 체계적으로 조절했습니다. 나노입자 코팅은 농도에 따라 명확한 의존성을 보였습니다. 낮은 농도(0.15~1.50%)에서는 흡수층의 결정성과 후면 계면 접촉이 개선되었지만, 과도한 농도(3.00%)에서는 절연층이 형성되어 소자 성능을 크게 저하시켰습니다. 최적 농도인 …
Role of high-temperature reservoir thermal energy storage during discharge in enhancing steady-state grid stability
본 연구는 저류층 열에너지 저장(RTES) 시스템의 성능 메커니즘과 전력망 안정성에 대한 기여를 종합적인 수치 해석을 통해 규명했습니다. 열수력 연동 RTES 시뮬레이션과 선형화된 AC 최적 조류 계산(LPAC) 기반의 전력망 모델링을 통합한 프레임워크를 제안했습니다. 이를 활용하여 다양한 유체 주입 조건, 저장 및 생산 일정, 지질 조건, 그리고 유정 구성에 따른 RTES의 계통 안정화 성능을 분석했습니다. 연구 결과, 저장 시 고온 유체 주입 온도를 높이면 생산 온도와 전력 출력이 크게 향상됨을 확인했습니다. 저장과 생산 모두…
Single-Varactor Dual-Polarized Reconfigurable Intelligent Surface with Shared-Bias Analog Tuning
재구성 지능형 표면(RIS)은 전자적으로 제어되는 반사 셀을 활용하여 전파 환경을 조작할 수 있습니다. 본 연구는 5.0–5.5 GHz 대역에서 특성화된 5.4 GHz 이중 편파 RIS를 제안하며, 각 셀에 공유 바이어스 버랙터 하나로 두 개의 직교 공진층을 튜닝합니다. 시뮬레이션된 동축 편파 응답은 약 250°의 아날로그 위상 스팬을 제공합니다. 두 모드 플로케 분석을 통해 편파별 동축 및 교차 편파 반사 크기를 평가하고, 교차 편파 누설을 소산과 분리했습니다. 세 가지 대표 상태에서 시뮬레이션된 동축-교차 편파 식별은 12.0…
Unraveling the defect physics of SiC micropipe sidewalls by non-line-of-sight confocal spectromicroscopy: Amphoteric giant traps
SiC 결정 성장 기술의 발전에도 불구하고, 두껍고 대구경 SiC 웨이퍼에서는 여전히 마이크로파이프가 발생하며, 이는 소자 고장의 주요 원인인 치명적인 확장 결함으로 남아있습니다. 그러나 마이크로파이프 내부 측벽에 존재하는 결함의 미시적 특성과 누설 전류에 대한 기여는 높은 종횡비의 빈 공간 구조로 인해 직접적이고 비파괴적인 광학 접근이 어려워 제대로 이해되지 못했습니다. 본 연구에서는 비가시선 공초점 다중 반사 분광 현미경 기술을 직접적인 결함 광이온화와 결합하여 마이크로파이프 측벽의 근본적인 결함 물리를 규명했습니다. 이 기술…
Analytical and numerical solutions for the staged pressure filtration-electroosmotic dewatering process of slurry
높은 함수율을 가진 슬러리는 낮은 투수성, 높은 압축성, 강한 보수성으로 인해 효율적인 탈수가 어렵다. 이는 건설 폐기물 감량 및 자원 활용을 저해하는 주요 원인이다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 압력 여과-전기삼투 탈수 공정의 단계별 메커니즘을 통합한 해석적-수치적 모델을 개발했다. 모델은 압력 구동 단계에 Ruth의 여과 이론과 Terzaghi의 1차원 압밀 이론을 적용하고, 전기 인가 후에는 대변형 전기삼투 압밀 정식을 채택했다. 기존의 단계별 모델과 달리, 본 모델은 단계 간 상태 전이, 수리 및 전기삼투 특성의 비…
Can electric buses encourage greater public transport use? The role of the green halo effect
도심 버스 전철화는 배출가스 저감 및 대중교통 시스템의 지속가능성 향상을 위한 핵심 전략으로 주목받고 있습니다. 본 연구는 전기버스 도입이 환경적 이점 외에 사용자 인식 및 통행 행태에 미치는 영향을 분석했습니다. 특히 그리스 테살로니키에 전기버스 도입이 실제 대중교통 이용률과 향후 이용 의도에 미치는 영향을 사용자 및 비사용자 관점에서 종합적으로 접근했습니다. 연구는 기존 전기버스 도입 모델을 기반으로 계획된 행동 이론(TPB)을 확장하여 '그린 후광 효과'를 도입했습니다. 이는 전기버스 도입이 대중교통 전반의 이미지에 미치는 …
A neuromodulable current-mode silicon neuron for robust and adaptive neuromorphic systems
신경 형태 공학은 생물학적 뇌의 연산 원리를 모방하기 위해 아날로그 및 디지털 회로를 활용합니다. 이러한 시스템은 엣지 컴퓨팅부터 로봇 공학에 이르기까지 광범위한 작업에서 높은 적응성, 견고성 및 에너지 효율성을 제공합니다. 본 연구는 생물학적 뉴런의 핵심 특성인 신경조절을 통해 입력 반응과 스파이킹 패턴을 맥락에 맞게 조정하여 견고하고 신뢰할 수 있는 연산을 수행하는 능력에 주목합니다. 신경 형태 회로에서 변조 메커니즘을 통해 유사한 수준의 견고성과 적응성을 달성하는 것은 아직 충분히 탐구되지 않은 분야입니다. 본 연구는 표준 …
Hybrid nonlinear effects in photonic integrated circuits
광 집적회로에서 비선형 광학 현상은 주로 단일 재료 플랫폼의 비선형성을 활용합니다. 본 연구는 두 가지 재료에서 발생하는 하이브리드 광학 비선형성을 시연하며, 실리카 클래딩 실리콘 질화물(Si3N4) 미세 공진기에서 라만 산란과 커 주파수 빗 생성의 결합 현상을 관찰했습니다. 실리카 클래딩은 라만 이득을 제공하고, Si3N4 코어는 주파수 빗 생성을 위한 커 비선형성을 제공합니다. 이를 통해 기존에 충분한 라만 이득 부족으로 관찰되지 않았던 라만 산란이 집적 실리콘 질화물 광자 플랫폼에 도입되었습니다. 실리카 클래딩 Si3N4 …
Physics-informed LLM-guided dynamic spatio-temporal graph deep network for short-term wind farm power forecasting
풍력 에너지는 전 세계 전력 수요 충족 및 탈탄소화 목표 달성에 중요하지만, 간헐적이고 비정상적이며 공간적으로 결합된 특성으로 인해 전력 시스템 통합이 어렵습니다. 특히, 초단기(10분) 및 단기(1시간) 풍력 발전량 예측은 실시간 전력 배분, 예비력 할당, 계통 안정성에 필수적이지만, 풍력 터빈 간의 후류 상호작용, 풍향·풍속 변화, 센서 노이즈 등으로 인해 여전히 도전 과제로 남아있습니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 물리 정보 기반의 방향성 인식 대규모 언어 모델(LLM) 유도 동적 시공간 그래프 딥 네트워크(…
Cheby-FENN: a Chebyshev-enhanced feature expansion neural network for electricity theft detection
전력 도난은 전력 시스템의 비기술적 손실의 주요 원인으로, 막대한 재정적 손실과 전력망 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 본 논문은 비선형 전력 소비 패턴의 표현을 강화하기 위해 입력 단계에 3차 체비셰프 다항식 특징 확장 계층을 통합한 경량 신경망 프레임워크를 제안합니다. 제안된 프레임워크는 이진 및 다중 클래스 전력 도난 탐지 시나리오를 나타내는 두 가지 공개 벤치마크 데이터셋(OEDI 및 SGCC)으로 평가되었습니다. 체비셰프 다항식 차수, 전처리 구성 요소 및 대체 비선형 특징 확장 기술의 영향을 종합적인 제거 연구를 통…
Recycled Co(OH)₂ from spent LiCoO₂ cathodes as a low-cost graphite-based composite electrode for the oxygen evolution reaction
폐리튬이온배터리(LIB)에서 회수한 물질을 기능성 전극으로 전환하는 것은 폐기물 가치화와 전기화학 에너지 변환을 통합하는 유망한 전략입니다. 본 연구에서는 폐 LiCoO₂ 양극에서 코발트를 약 99.7%의 효율로 침출하고, 약 98%의 수율로 Co(OH)₂ 형태로 회수했습니다. 회수된 Co(OH)₂는 알칼리성 환경에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 저비용 흑연/파라핀 복합 전극에 직접 통합되었습니다. 40 wt%의 Co(OH)₂를 함유한 전극이 가장 우수한 성능을 보였으며, 약 310 mV의 과전압에서 10 mA cm⁻²의 전류…
An efficiency-oriented hierarchical energy management strategy for renewable electric-hydrogen systems with adaptive multi-stack PEMFC activation
재생에너지 통합이 증가함에 따라 전기-수소 연계 시스템의 효율적인 관리 전략이 요구됩니다. 기존 단일 연료전지 구성은 동적 조건에서 전력 용량과 효율이 제한적이며, 다중 스택 연료전지 시스템의 전력 할당 방식은 배터리 충전 상태와 수소 저장 조건을 간과하는 경향이 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 전기-수소 연계 다중 스택 PEMFC 시스템을 위한 계층적 에너지 관리 전략을 제안합니다. 제안된 전략은 상위 감독 상태 기계 계층과 하위 장비 수준 제어 계층으로 구성됩니다. 상위 계층은 잔여 전력 수요, 리튬 배터리 …
Understanding the Structure–Performance Relationship for Organic Thin-Film Transistors Using Liquid-Crystalline Organic Semiconductors
액정 유기 반도체(LCOSC)는 높은 전하 이동도와 열 안정성 덕분에 차세대 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET) 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 액정상 전이점 이상의 열처리는 소자 성능을 저하시키며, 구조와 성능 간의 관계는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 우수한 전하 수송 특성을 보이는 2-데실-7-페닐-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜을 대상으로, 가열 조건에 따른 박막 내 응집 구조를 X선 회절, 적외선 분광법, 원자간력 현미경을 통해 분석했습니다. 동시에 OFET 이동도를 측정하여 구조적 특성과…
Reduced Graphene Oxide (rGO)-Based Hybrid Materials as Cathodes in Aqueous Zinc-Ion Batteries: Recent Progress
전 세계적인 에너지 수요 증가와 환경 문제는 효율적이고 안전하며 지속 가능한 에너지 저장 기술 개발의 필요성을 증대시키고 있습니다. 리튬 이온 전지(LIB)가 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 시장을 지배해왔지만, 리튬 자원 고갈, 높은 비용, 가연성 유기 전해질 관련 안전 문제로 인해 대체 전지에 대한 연구가 활발합니다. 이러한 맥락에서, 수계 아연 이온 전지(AZIB)는 불연성 수계 전해질 사용으로 인한 본질적인 안전성, 환경 친화성, 아연의 풍부한 매장량 및 저렴한 비용 덕분에 차세대 에너지 저장 시스템으로 주목받고 있습니다.…
Emerging High‐Entropy Electrolytes for High‐Performance Alkali Metal Batteries: Mechanism, Progress, and Prospects
알칼리 금속 전지(AMB)는 높은 이론적 비축전용량과 에너지 밀도로 인해 주목받고 있습니다. 그러나 수지상 결정 성장 제어의 어려움과 낮은 전도성으로 인해 안전성 문제와 성능 저하를 겪고 있습니다. 이는 AMB 상용화의 주요 장애물로 작용합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 고엔트로피 전해질(HEE)이 AMB에 도입되었습니다. HEE는 수지상 결정 성장을 효과적으로 억제하고 이온 확산 속도를 가속화하여 전지의 전기화학적 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 본 연구는 액체, 겔 고분자, 고체 전해질을 포함한 다양한 HEE의 최…
Polarization-controlled ultrafast carrier dynamics in sliding ferroelectrics revealed by machine learning-accelerated nonadiabatic dynamics simulations
슬라이딩 강유전체는 원자 단위에서 전기적으로 재구성 가능한 분극을 제공하여 초저전력 광전자 소자에 활용될 잠재력이 큽니다. 그러나 재료 발견의 급속한 발전에도 불구하고, 분극 반전이 광여기된 전하 수송을 동적으로 어떻게 제어하는지에 대한 근본적인 질문은 미해결 상태였습니다. 이는 대규모 시스템에서 비평형 여기 상태 동역학을 정확하게 시뮬레이션하는 데 따르는 엄청난 계산 비용 때문입니다. 본 연구는 하이브리드 함수 수준의 전자 구조 정확도와 머신러닝 가속 비단열 분자 동역학을 결합한 통합 프레임워크를 구축하여, ZrTe2/HfTe2…
Investigating Methods of Artificial Intelligence in Fiber Optic Network Performance Monitoring
탄력적이고 인지적인 광 네트워크는 트래픽 전송 중 변조 형식, 심볼 속도, 발사 전력 및 경로를 변경하므로, 물리 계층은 초기 설정 후 일회성 엔지니어링이 아닌 지속적인 측정이 필수적입니다. 광 성능 모니터링(OPM) 및 변조 형식 식별(MFI)은 이러한 측정을 제공하며, 2016년 이후 분석 모델에서 학습 기반 모델로 선호되는 추정 방식이 전환되었습니다. 기존 연구들은 이러한 변화를 서술적으로 다루었으나, 명확한 검색 프로토콜이나 적격성 기준 없이 정확도 비교 가능성을 검증하지 않았습니다. 본 연구는 AI 기반 OPM, MFI …
A superheterodyne 300 GHz receiver and transmitter chip set with high bandwidth and efficiency performance
본 논문은 고대역폭 및 고효율 성능을 갖춘 슈퍼헤테로다인 수신기 및 송신기 칩셋을 제안한다. 이 칩셋은 슈퍼헤테로다인 통신 시스템에 적합하며, 중간 주파수(IF) 동작 범위는 60-90GHz에 최적화되었으나 그 이상으로 확장 가능하다. 무선 주파수(RF) 범위는 285-325GHz를 달성한다. 제안된 칩셋은 35nm 인듐 갈륨 비소(InGaAs) 메타모픽 고전자 이동도 트랜지스터(mHEMT) 기술로 제작되었다. 수신기 및 송신기에 대한 연속파 온-웨이퍼 측정을 통해 성능을 검증했다. 측정 결과, 송신기는 전체 IF 범위에서 0d…
PrefixAgent: An LLM-Powered Design Framework for Efficient Prefix Adder Optimization
접두사 가산기는 필수적인 산술 회로지만, 비트 폭이 증가함에 따라 설계 공간이 기하급수적으로 커져 최적화에 큰 어려움이 있습니다. 기존 방법론은 성능, 일반화 및 확장성 측면에서 한계를 보였습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 대규모 언어 모델(LLM) 기반의 효율적인 접두사 가산기 최적화 프레임워크인 PrefixAgent를 제안합니다. PrefixAgent는 최적화 문제를 백본 합성(backbone synthesis)과 구조 정제(structure refinement)의 두 가지 하위 작업으로 재구성하여 탐색 공간을 효과…
Wafer‐Scale Top‐Down Patterning of Metal Halide Perovskites
금속 할라이드 페로브스카이트(MHP)는 저온 용액 증착이 가능하여 차세대 집적 포토닉스 및 전자기기 분야에서 유망한 반도체 소재입니다. 그러나 이온 결합 특성으로 인해 용매, 현상액, 플라즈마 노출 등 표준 반도체 리소그래피 공정에 취약하여 기존 반도체 공정과의 통합에 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 표준 탑다운 리소그래피 방식을 활용하여 150mm 웨이퍼 스케일의 세슘 납 브로마이드(CsPbBr3) MHP 박막 집적을 성공적으로 시연했습니다. 화학 증폭 레지스트(CAR-PMMA)와 페로브스카이트 호환 현상액을 사용하여 직접 포…
Sandwich structured Ω-shaped fiber optic-based sensor with dual signals for simultaneous temperature and refractive index detection
굴절률(RI) 및 온도 측정은 다양한 분야에서 필수적이지만, 동시 측정 시 교차 민감도 문제가 발생합니다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 새로운 샌드위치 구조 Ω형 광섬유 센서를 설계하고 제작했습니다. 센서는 단일 모드 광섬유(SMF) 사이에 무심 광섬유(NCF)를 연결한 후 Ω 형태로 구부려 제작되었습니다. 이 구조에 샌드위치 나노층을 증착하자, Ω형 굽힘 영역에서 코어 모드가 클래딩 모드로 누설되어 국부 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 반응이 유도되었습니다. 동시에 SMF-NCF 계면의 모드 불일치 효과로 마흐-젠더 간…
Jamming-controlled stochasticity in metal-insulator switching
상전이 현상의 이해와 제어는 물리학의 근간이자 다양한 기술 혁신의 핵심입니다. 특히 구조적 및 전자적 상전이가 결합된 재료에 대한 관심이 높으며, 이러한 재료의 전이 가소성을 제어함으로써 뉴로모픽 기술의 뉴런 및 시냅스 에뮬레이션에 필수적인 내장형 메모리 기능을 구현할 수 있습니다. 본 연구에서는 대표적인 모트 절연체인 이산화바나듐(VO2)으로 제작된 뉴로모픽 소자에서 전기적 스위칭 시 마이크론 스케일의 나노 도메인 분포 변화를 실시간 코히어런트 브래그 X선 회절(operando coherent Bragg X-ray diffrac…
Antiferroelectric hafnia down to the 2D limit
반강유전성은 전기 쌍극자가 반평행 방향으로 자발적으로 배열되는 물질 특성입니다. 이러한 물질은 에너지 저장, 고체 냉각 및 메모리 기술에 유망하지만, 희소하고 확장성 연구가 부족했습니다. 본 연구는 납이 없고 CMOS 호환 가능한 단결정 하프니아(hafnia)가 압축 변형 조건에서 반강유전성을 나타냄을 입증합니다. 이트륨 안정화 지르코니아 위에 성장시킨 (111) 배향 에피택셜 La 도핑 하프니아 박막에서 반평행 서브격자 분극과 안정적인 이중 이력 현상을 관찰했습니다. 하프니아의 반극성 사방정계 상이 키텔(Kittel)의 반강유전…
A low-noise high-gain broadband inductor-less inverter-based transimpedance amplifier in 22-nm FDSOI CMOS process
본 논문은 22nm FDSOI CMOS 공정에서 구현된 능동 피드백 기반의 인덕터 없는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)의 설계 및 측정 결과를 제시한다. 이 TIA는 인버터 기반의 저잡음 협대역 피드백 TIA와 후속 증폭기 유닛으로 구성된다. 대역폭 확장을 위해 후속 증폭기 유닛에 능동 피드백 기법을 적용했다. 측정 결과, 능동 피드백이 적용된 인덕터 없는 TIA는 61 dBΩ의 트랜스임피던스 이득과 40 GHz의 대역폭을 달성했다. 또한, 중간 대역에서 16 pA/√Hz의 입력 환산 전류 잡음 밀도를 보였다. 이 TIA는 0.0…
Terahertz waves emission by a laser pulse propagating in a gas-filled hollow-core capillary fibre
본 연구는 가스 충전 중공 모세관 광섬유 내 레이저 펄스 전파 시 발생하는 테라헤르츠파(THz파) 방출 이론을 정립했습니다. 레이저 복사 지속 시간과 광섬유 중공 코어 내 가스 광학 이온화로 형성된 플라즈마 기둥의 매개변수에 따라 THz 펄스의 스펙트럼, 각도 및 에너지 특성을 분석했습니다. 연구 결과, 방출 스펙트럼은 레이저 펄스 역 지속 시간과 유사한 주파수 근처에서 넓은 선폭을 가짐을 확인했습니다. 단위 경로 길이당 레이저 펄스에 의해 방출되는 에너지를 계산하고, 에너지가 최대값을 갖는 최적 조건을 도출했습니다. THz 펄…
A Duty Cycle-Based Model Predictive Control of Matrix Converter-Fed PMSM Using Rotating Vectors
매트릭스 컨버터(MC) 시스템은 고정 상태 성능 부족 및 공통 모드 전압(CMV) 간섭과 같은 기술적 난제를 안고 있습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 MC의 회전 벡터를 활용하는 듀티 사이클 기반 모델 예측 제어(MPC) 전략을 제안합니다. 이 전략은 영(zero) CMV 생성을 특징으로 합니다. 제안된 전략은 모터의 작동 상태를 실시간으로 예측하고 최적의 기준 벡터를 선택합니다. 이후 두 개의 인접한 회전 벡터를 조합하여 기준 벡터와 동일한 방향의 가상 벡터를 합성하며, 이 가상 벡터의 위치를 기반으로 듀티 사이클을 …
Structure of Li3YCl6 and Its Effect on Lithium Ionic Conductivity
할라이드 기반 리튬 고체 전해질은 향상된 리튬 이온 전도성과 고전압 양극에 대한 우수한 안정성으로 최근 주목받고 있습니다. 합성 조건이 양이온 결함 화학에 영향을 미쳐 리튬 이온 이동성에 영향을 미친다는 보고가 많지만, 이러한 화합물에서 리튬 이온 수송을 지배하는 구조와 기본 메커니즘은 여전히 논쟁 중이며 성능 최적화에 어려움을 줍니다. 본 연구에서는 다양한 조건에서 합성된 Li3YCl6의 포괄적인 구조 분석을 제시합니다. 육방 밀집(hcp) 음이온 골격 내 Y-결함 정렬의 유형과 길이 규모 변화가 Li3YCl6의 다양한 형태 간…
Photoluminescence of Femtosecond Laser-Irradiated Silicon Carbide
실리콘 카바이드(SiC)는 선도적인 와이드 밴드갭 반도체 소재로, 성숙한 도핑 및 소자 제작 기술을 제공합니다. 또한, SiC는 다양한 광학 활성 점결함(컬러 센터)을 포함하며 양자 기술의 여러 응용 분야에 중요합니다. SiC 플랫폼의 잠재력을 최대한 활용하기 위한 핵심 단계는 정의된 위치와 밀도를 가진 컬러 센터를 생성하는 기술을 포함하며, 이는 나노 포토닉 구조와의 결합을 용이하게 하고 협력적 효과를 관찰하는 데 필수적입니다. 본 연구에서는 불순물 원자가 필요 없고 고온 어닐링 단계를 피할 수 있는 실리콘 공공 센터와 이중 공…
Chance-Constrained Transient Stability Optimal Power Flow Considering Wind Power Uncertainty Based on DDPCE-MEM
풍력 발전 출력의 확률 밀도 함수 가정에 대한 의존성과 과도 안정성 제약 최적 조류(TSCOPF) 문제에서 시간 영역 시뮬레이션의 계산 부담을 해결하기 위해, 본 논문은 데이터 기반 다항식 카오스 전개(DDPCE)와 최대 엔트로피 방법(MEM)을 기반으로 하는 확률 제약 과도 안정성 최적 조류(CCTSCOPF) 해결 방법을 제안한다. 이 방법은 풍력 변수에 대한 사전 정의된 분포 가정이 필요 없다는 장점이 있다. 구체적으로, 5000개의 과거 풍력 발전 예측 오차 샘플을 사용하여 8차까지의 통계 모멘트를 추출하고, 이를 통해 4차…
Inferring network-level alarm influence pathways for cellular infrastructure reliability
무선 접속망(RAN)과 같은 대규모 통신 인프라는 현대 디지털 산업의 핵심 요소로, 인프라 지능화 및 운영 신뢰성 확보를 위해 기지국 간 알람 상호 영향 이해가 필수적입니다. 기존 알람 분석 방식은 개별 사이트의 고립된 시간 패턴에 집중하여 인프라 수준의 사이트 간 알람 영향 메커니즘을 간과하는 한계가 있었습니다. 본 논문은 이러한 격차를 해소하고자 명시적인 물리적 또는 논리적 토폴로지 정보 없이 알람 영향 경로를 추론하는 동시 발생 및 시간 인식 그래프 어텐션 네트워크(COTA-GAT)를 제안합니다. COTA-GAT는 알람 동시…
VMD-Assisted DGCM-Net: A Dual-Representation Cross-Interaction Network with Multi-SNR Training for Transformer Core Looseness Diagnosis
변압기 코어 풀림을 비침습적으로 진단하는 진동 기반 방식은 미세한 진동 차이와 잡음으로 인한 Gramian angular field(GAF) 텍스처 손상으로 인해 낮은 신호 대 잡음비(SNR) 환경에서 진단 정확도가 저하되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 다중 SNR 훈련을 적용한 VMD(Variational Mode Decomposition) 기반 이중 표현 교차 상호작용 네트워크(DGCM-Net)를 제안합니다. 제안된 방법은 PSO(Particle Swarm Optimization)로 VMD 파라미터…
Electron delocalization-driven high dielectric electrolyte for solid-state lithium metal batteries
고체 리튬 금속 전지용 고체 고분자 전해질은 높은 잠재력을 지니지만, 높은 이온 전도도와 안정적인 계면 형성을 동시에 달성하는 데 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 고분자 전해질에 공액 시스템을 갖는 전도성 고분자를 도입하는 전자 비편재화 공학 전략을 제안합니다. 양성자 도핑된 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자의 전자 비편재화는 유전 상수를 증가시키는 수많은 '마이크로 커패시터'를 생성합니다. 이는 리튬염 해리를 촉진하여 Li+ 수송을 향상시키고, 동시에 음이온의 결합 해리 역학을 가속화하여 무기물 풍부 …
Predictable and Scalable Analog Matrix–Vector Multiplication in Memristor Crossbars via Closed‐Form Wire‐Resistance Compensation
멤리스터 교차점(crossbar)에서 유선 저항은 기하학적 구조에 따라 전압 감쇠를 유발하여 아날로그 행렬-벡터 곱셈(MVM) 성능을 저하시키며, 기생 누설 경로(sneak path)는 어레이 크기 증가에 따라 출력 전류를 왜곡합니다. 본 연구는 수평 및 수직 상호 연결과 기생 전도를 모두 고려하는 폐쇄형 분산 선 저항 모델을 개발하여, 명시적인 노드 전압 프로파일과 상호 연결 손실이 유효 컨덕턴스 행렬을 어떻게 변형시키는지에 대한 분석적 설명을 제공합니다. 이 예측 프레임워크를 활용하여 연산은 전적으로 아날로그 방식으로 유지되며…
A coordinated control strategy for GFL-ES and GFM-ES to enhance PFR performance of interconnected and disconnected power systems
계통 추종형(GFL-ES) 및 계통 형성형(GFM-ES) 에너지 저장 시스템은 전력 시스템의 1차 주파수 제어(PFR)에 광범위하게 활용되지만, 독립적인 운용 시 연계 및 분리 계통 환경에서 PFR 성능 저하 문제가 발생합니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 GFL-ES와 GFM-ES의 협력 운용을 위한 통합 제어 전략을 제안합니다. 연구는 먼저 GFL-ES 및 GFM-ES가 통합된 다중 영역 전력 시스템의 확장된 주파수 응답 모델을 구축하고, 두 ES의 고유한 PFR 특성 차이를 분석합니다. 이를 기반으로, 주파수 하락 및…
From Climate Risk Assessment to Adaptation Priorities: A System-Wide Framework for Climate-Resilient National Energy Planning
국가 에너지 계획 수립 시 기후 위험을 고려하는 것이 중요해지고 있으나, 국가 에너지 및 기후 계획(NECP)의 적응 우선순위는 인프라, 규제, 투자 결정에 실질적인 지침을 제공하기에는 너무 일반적인 경향이 있습니다. 본 논문은 에너지 부문의 기후 위험 증거를 순위가 매겨진 적응 우선순위로 전환하기 위한 정책 중심 프레임워크를 개발했습니다. 이 프레임워크는 국가 에너지 시스템을 공급망과 집계된 요소 유형으로 분해하고, 이해관계자로부터 도출된 시스템 중요도 가중치를 다중 위험 노출 및 취약성 점수와 결합하여 상대적 영향 순위를 도출…
CRISP: grade-separated chaos modeling for random RIS architectures via Clifford Wiener-Itô expansion
기존 재구성 가능한 지능형 표면(RIS) 모델은 표면 응답을 스칼라 위상 편이로 단순화하고 채널을 결정론적, 가우시안 또는 스칼라 확률론적으로 취급합니다. 이러한 추상화는 실제 프로그래밍 가능한 환경의 무작위 공간 배치와 다중 등급 전자기장 구조라는 두 가지 핵심 구조적 특징을 포착하지 못합니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 CRISP 프레임워크를 제안합니다. CRISP는 RIS에 의해 유도된 수신 필드를 푸아송 점 과정(PPP)의 클리포드 값 함수로 모델링하고, 이를 클리포드 위너-이토 카오스 표현을 통해 확장합니다.…
Perceptions and priorities for residential heat pump adoption in the rural northern US
주거용 에너지 부문에서 히트펌프(HP) 기술은 탈탄소화에 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 미국 북부 오대호 지역 농촌에서는 겨울철 HP 효율 저하, 재정적·사회적 구조적 장벽 등으로 인해 HP 채택이 지연되고 있습니다. 따라서 잠재적인 전력화 이니셔티브를 지역 가치 및 요구와 일치시키기 위해 HP에 대한 사회적 인식과 우선순위를 이해하는 것이 중요합니다. 본 연구는 미시간, 미네소타, 위스콘신 북부 6개 농촌 카운티에서 수집된 설문조사 응답을 기반으로 HP 채택 인식에 영향을 미치는 요인과 HP 설치 고려 시의 우선순위를…
Strong Converse Exponent of Channel Interconversion
Bennett 등은 잡음 채널 간의 상호변환이 용량 비율에 해당하는 속도로 가능함을 보였습니다. 본 연구는 이 채널 상호변환 용량을 초과하여 코딩할 때의 강한 역지수를 규명합니다. 이 지수는 횔더(Hölder) 이중 매개변수를 갖는 레니(Rényi) 채널 용량의 차이를 포함하는 간단한 최적화 문제로 특징지어집니다. 나아가, 본 연구는 이 결과를 양자-고전 채널의 얽힘 보조 상호변환으로 확장합니다. 이 경우에도 강한 역지수는 샌드위치 레니 채널 용량의 차이에 의해 결정됨을 보였습니다. 역지수 하한은 비신호 보조 코드로 완화하고, …
An EV-Assisted Dual T-Type Inverter SAPF with Model Predictive Control for Advanced Power Quality Enhancement
본 연구는 비선형적이고 왜곡되며 불균형한 부하를 가진 저전압 배전망의 전력 품질을 향상시키기 위해 새로운 션트 능동 전력 필터(SAPF) 설계를 제안한다. 기존 단일 인버터 SAPF 구조와 달리, 두 개의 T-타입 3레벨 인버터를 병렬로 연결하여 보상기 성능을 개선함으로써 더 높은 전류 처리 용량, 향상된 고조파 저감 및 시스템 확장성을 확보한다. 고조파 제거의 정확성을 위해 동기 기준 프레임(SRF) 알고리즘을 사용하여 기준 전류를 추출한다. 보상 전류 기준에 대한 빠른 응답과 적절한 스위치 상태 선택을 보장하기 위해 모델 예측…
Tuning the Optoelectronic Properties of Wide Bandgap Perovskites: Data‐Driven Insights from Combinatorial Synthesis and High‐Throughput Experimentation
용액 기반 공정의 확장성 한계와 넓은 조성 매개변수 공간은 광대역 납 할라이드 페로브스카이트(LHP)의 발견 및 최적화를 저해하는 요인입니다. 본 연구는 순차적 물리 기상 증착 기반의 통합 조합론적 워크플로우를 구축하여 양이온(Cs/Pb) 및 음이온(Br/Cl) 조성을 독립적으로 조절할 수 있도록 했습니다. 500개 이상의 샘플에 대한 자동화된 구조, 조성 및 광학 특성 분석을 통해 4원계 Cs-Pb-Br-Cl 공간에서 관심 영역을 신속하게 스크리닝했습니다. 이를 통해 광대역 페로브스카이트에 적합한 Cs/Pb 비율 1.05–1.2…
The Bidirected Cut Relaxation for Steiner Tree Has Integrality Gap Smaller than 2
슈타이너 트리 문제는 네트워크 설계 분야의 핵심 난제 중 하나입니다. 이 문제는 주어진 가중치 그래프에서 특정 터미널 노드들을 모두 포함하는 최소 가중치 트리를 찾는 것을 목표로 합니다. 현재 알려진 최적 근사 알고리즘들은 많은 수의 후보 구성 요소를 열거해야 하므로 실제 적용에는 속도 제약이 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 양방향 컷 완화(BCR)가 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. BCR은 모든 엣지를 양방향화하고 임의의 터미널을 루트로 설정한 뒤, 루트를 포함하지 않는 모든 컷에 대해 분수 엣지 흐름이 1단위가 되도…
Data-driven calibration sample selection and forecast combination in electricity price forecasting: An application of the ARHNN method
예측 분야에서 캘리브레이션 샘플 선택과 예측 결합은 정확도를 크게 향상시키는 강력한 도구로, 구현이 용이하고 계산 복잡성이 낮습니다. 이러한 기법의 효과는 기존 연구에서 반복적으로 확인되었으나, 전력 가격 예측 분야에서는 충분히 탐구되지 않았습니다. 본 연구에서는 ARHNN(Autoregressive Hybrid Nearest Neighbors) 방법을 독일, 스페인, 뉴잉글턴 전력 시장의 장기 시계열 데이터에 적용했습니다. ARHNN은 기존 문헌의 인기 있는 벤치마크 대비 최대 10% 향상된 예측 정확도를 보였습니다. 또한, 계…
Mid-IR light modulators enabled by dynamically tunable ultra-high-Q silicon membrane metasurfaces
메타표면은 센싱, 비선형 광학, 양자 포토닉스 등 다양한 분야에서 빛을 서브파장 수준으로 제어할 수 있게 하지만, 낮은 Q 인자와 약한 진폭 대비 간의 상충 관계, 그리고 주로 정적인 특성으로 인해 활용에 제약이 있었습니다. 특히 중적외선(mid-IR) 영역에서는 저손실 재료의 부족으로 성능과 확장성 문제가 더욱 심화되었습니다. 본 연구에서는 고 Q 공명, 강력한 진폭 대비, 그리고 웨이퍼 규모 제조 가능성을 겸비한 능동 조절형 단결정 실리콘 막 메타표면을 개발했습니다. 이 플랫폼은 중적외선 영역에서 최대 3000에 이르는 기록적…
Reconstruction-Free EIT for Injection-Pattern Classification and Superficial Gas Velocity Regression as Proxies for Local Gas Holdup in Bubble Columns
전기 임피던스 단층촬영(EIT)은 다상 반응기 모니터링에 널리 활용되지만, 기존 이미지 재구성 방식은 역문제가 잘 정의되지 않고 정규화에 의존하며, 명시적인 공간 전도도장 재구성보다 운전 상태 식별이 주요 목표인 경우 불필요할 수 있습니다. 본 연구는 재구성 없는(reconstruction-free) 측정 영역 프레임워크를 제안하여, 원시 복소 경계 임피던스 데이터를 기포탑 모니터링에 중요한 두 가지 추론 작업, 즉 가스 주입 패턴 분류와 표면 가스 속도 회귀에 직접 매핑합니다. 이 두 가지 양(공간 주입 분포 및 총 부피 유량)…
Millikelvin Si-MOSFETs for quantum electronics
실리콘 CMOS 전자회로의 높은 전력 소비는 초대규모 집적회로(VLSI)의 주요 과제이자, 내결함성 양자 컴퓨팅 구현에 큰 걸림돌이 됩니다. 특히 1K 이하의 극저온 환경에서 Si-MOSFET의 전력 소모를 열 예산에 맞추려면 현재 CMOS 기술을 뛰어넘는 스위칭 성능이 필수적입니다. 본 연구에서는 1K 이하 응용 분야의 전력 소모 장벽을 극복하기 위해 최적화된 완전 공핍형 실리콘 온 인슐레이터(SOI) MOSFET을 제작했습니다. 이 극저온 최적화 트랜지스터는 기존 기술의 한계를 넘어설 수 있도록 설계되었습니다. 연구 결과, …
Electrical Impedance Tomography for Spatial Conductivity Mapping of PEM Fuel Cell Components
본 연구는 전기화학 에너지 시스템 재료, 특히 고분자 전해질막(PEM) 연료전지 부품의 공간적 전도도 매핑을 위한 측정 방식으로 전기 임피던스 단층촬영(EIT)의 적용 가능성을 평가했습니다. 고분자 전해질막을 선택적으로 활성화 또는 비활성화하고, 촉매 코팅막(CCM) 및 가스 확산층에 인공 결함을 도입하여 EIT의 민감도와 진단 능력을 평가했습니다. 재구성된 전도도 분포는 주사형 전기화학 현미경(SECM)을 통해 독립적으로 검증하여 공간 대비 및 재구성 정확도를 확인했습니다. EIT는 활성화 상태 및 열화의 넓은 영역 변화를 신속하…
Comparing Machine and Deep Learning for Electricity Theft Detection from Monthly Billing Data in an Emerging Energy Market
본 연구는 월별 요금 데이터와 현장 검사로 확인된 라벨만으로 전력 도난을 탐지할 때, 어떤 지도 학습 모델이 불규칙한 소비 패턴을 효과적으로 식별하는지 탐구합니다. 이는 AMI(지능형 원격 검침 인프라)의 고해상도 시계열 데이터 없이도 적용 가능한 방법론을 모색합니다. 4,000명의 고객과 864건의 도난 사례를 포함하는 2021년 1월부터 2025년 5월까지의 53개월치 kWh 데이터를 활용했습니다. 도난 사례를 모두 유지하면서 다수 클래스 언더샘플링을 통해 1:1 균형 학습 세트를 구축한 후, K-최근접 이웃, 결정 트리, 서…
Growth Kinetics and Temperature-Driven Phase Selectivity of Colloidal Two-Dimensional Cesium Bismuth Bromide Nanocrystals
금속 할라이드 페로브스카이트 나노결정의 상 형성을 선택적으로 제어하는 것은 광전자 특성 이해 및 최적화에 필수적입니다. 특히 2차원(2D) 결함 정렬형 Cs3Bi2Br9(CBB) 나노결정은 많은 관심을 받고 있으나, 보고된 광학적 특성의 불일치로 인해 고유한 특성 이해에 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 불일치가 온도 의존적 상 거동에서 비롯될 수 있음을 규명합니다. 체계적인 고온 주입 방식을 사용하여 상온부터 240°C까지의 주입 온도 범위에서 CBB 나노결정 형성을 조사했습니다. 낮은 합성 온도에서는 고립된 [BiBr6]3…
Characterizing Pyramidal Hadamard Designs With the Largest Number of Fixed Points
본 연구는 대칭 (v, k, λ)-디자인이 특정 군의 작용 하에 t-피라미드형일 때, 고정점의 개수 t와 디자인 매개변수 간의 관계를 탐구합니다. 특히, 이 경우 t가 반드시 k와 같다는 것을 증명했습니다. 하마드 디자인(Hadamard design)의 경우, 매개변수 (4n-1, 2n-1, n-1)에서 t는 2n-1이 됩니다. 이전 연구에서는 아벨 t-피라미드형 자기동형군을 갖는 하마드 (4n-1, 2n-1, n-1)-디자인이 t가 2의 거듭제곱일 때 완전히 규명되었습니다. 본 논문은 이 결과를 확장하여, 군이 아벨이거나 t가 …
A short-term spatiotemporal load forecasting method for power systems based on an improved salp swarm algorithm
기존 전력 시스템 부하 예측 방법은 복잡하고 변동성이 큰 데이터 처리 시 공간 의존성 모델링과 하이퍼파라미터 최적화에 한계가 있어 정확도와 안정성이 저하되는 문제가 있었습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 개선된 Salp Swarm 알고리즘(ISSA)과 Temporal Graph Convolutional Network(TGCN)를 통합한 단기 시공간 부하 예측 프레임워크를 제안합니다. ISSA는 전역 탐색과 지역 활용의 균형을 맞추는 적응형 감쇠 인자를 포함하고, 조기 수렴을 방지하는 동적 학습 메커니즘을 도입한 새로운 2…
Ultra-Stable Zinc Nitroprusside Cathode Operating at High Potentials for Inexpensive, Simpler-to-Scale Sodium-Ion Batteries
저비용 및 친환경 에너지 저장 기술에 대한 수요가 증가하면서 나트륨 이온 배터리(NIB)가 리튬 이온 배터리의 유망한 대안으로 부상하고 있습니다. 다양한 양극 후보 물질 중 프러시안 블루 유사체(PBA)는 조절 가능한 화학적 특성, 개방형 구조 및 낮은 생산 비용으로 주목받지만, 기존 PBA는 제한적인 속도 성능으로 인해 용량 유지율과 수명이 저하되는 문제가 있습니다. 본 연구에서는 새로운 아연 니트로프루시드(Zn[Fe(CN)5NO])를 간단한 공침법으로 합성했습니다. 아연을 도입하여 대형 채널 프레임워크의 구조적 안정성을 향상시…
Pursuing a sustainable economy: how does energy digitalization promote green total factor productivity?
본 연구는 지속 가능한 경제로의 전환을 목표로, 에너지 디지털화가 녹색 총요소 생산성(GTFP)에 미치는 영향을 분석합니다. 기후 변화와 자원 고갈 문제에 직면한 현 시대에 에너지 시스템의 효율성과 친환경성을 높이는 것은 매우 중요합니다. 연구는 에너지 디지털화의 다양한 측면을 고려하고, 이를 GTFP와 연결하는 복합적인 분석 프레임워크를 사용합니다. 구체적인 방법론은 제시되지 않았으나, 에너지 디지털화 관련 데이터와 GTFP 지표를 활용한 실증 분석이 이루어졌음을 시사합니다. 분석 결과, 에너지 디지털화가 GTFP를 유의미하게…
Influence of chemical composition on the gassing behavior of biodegradable dielectric liquids: A review
전력 변압기에 생분해성 절연유 채택이 증가하면서, 기존 광유 기반의 용존 가스 분석(DGA) 방법론이 대체 절연유에는 일관성 없는 결과를 보여 상태 평가에 새로운 과제가 발생하고 있습니다. 진단 신뢰성을 높이고 지속 가능한 변압기 기술로 전환하기 위해서는 화학 조성이 가스 생성에 미치는 영향을 이해하는 것이 필수적입니다. 본 리뷰는 바이오 기반 탄화수소 오일(Bio-MO), 천연 에스테르(NE), 합성 에스테르(SE)의 가스 발생 거동에 대한 분자 구조, 산소 및 수분 함량, 첨가제, 오일-종이 상호작용의 영향을 포괄적으로 분석합니…
Facile synthesis of black phosphorus nanoflakes by hydrothermal method for hydrogen sensing application
본 논문은 적린으로부터 흑린(BP) 나노플레이크를 수열합성법으로 직접 제조하고 이를 활용한 가스 센서 제작에 관한 연구이다. 에틸렌 다이아민과 탈이온수를 사용하여 저온·저비용으로 흑린을 합성했으며, 실제 장치 수준의 가스 센서에 적용하여 확장 가능한 접근 방식을 제시한다. 합성 과정에서는 오토클레이브 내 고온·고압 조건에서 적린이 흑린 나노플레이크 형태로 재형성된다. 입자 분해 및 용매와의 상호작용 증진을 위해 초음파 처리를 수 시간 동안 진행했다. 합성된 흑린은 X선 회절, 전계 방출 주사 전자 현미경, 자외선-가시광선 분광법,…
Multifunctional Matrix‐Activated Electrodes Enabling Efficient Proton Transport and Durable Low‐Pt Operation for High‐Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells
인산(PA) 손실, 재분배, 플러딩과 같은 문제는 고온 양성자 교환막 연료전지(HT-PEMFC)의 성능과 내구성을 심각하게 저해합니다. 기존의 양성자 전도성 첨가제나 소수성 PTFE는 부분적인 해결책에 불과하며, 높은 백금(Pt) 로딩과 제한적인 고온 작동성으로 인해 상용화에 어려움이 있었습니다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 세륨 수소 인산염(CeHP)이 통합된 다기능 매트릭스 활성 전극(MME)을 개발했습니다. 이 MME는 200°C 이상의 가혹한 고온 환경에서 인산 함유 전극 미세 환경을 안정화하고 전기화학적 경…
Continuous In-Line Synthesis and Surface Passivation of Perovskite Nanocrystals via a Hybrid Multistep Flow Reactor
페로브스카이트 나노결정(PeNCs)은 뛰어난 흡수력, 좁은 발광 대역폭, 조절 가능한 밴드갭 덕분에 차세대 디스플레이의 광활성 물질로 각광받고 있습니다. 그러나 기존의 배치식 고온 주입 합성법은 불연속적이며 대량 생산이 어렵고, 후처리 리간드 교환은 불안정한 PeNC 표면을 더욱 약화시킬 수 있는 추가 공정을 필요로 합니다. 본 연구에서는 CsPbBr3 PeNC 합성과 인라인 방향족 리간드 교환을 통합한 2단계 하이브리드 연속 흐름 반응기(h-CFR)를 개발했습니다. 스테인리스 스틸 튜빙을 통해 연속 공급이 가능한 상온 액상 Cs…
The comparison analysis of ancillary service market in new power system: policies, practices and inspirations for China
재생에너지의 전력 시스템 통합이 가속화됨에 따라, 다양한 유연 자원의 시스템 규제 참여를 효과적으로 장려하는 것이 신전력 시스템 구축의 핵심 과제로 부상했습니다. 보조 서비스 시장은 이러한 문제를 해결하는 중요한 메커니즘으로 인식됩니다. 본 논문은 중국 보조 서비스 시장의 정책 진화 경로와 현재 관행을 체계적으로 검토하고, 독일, PJM, 호주와 같은 대표적인 선진 시장과 심층적으로 비교 분석했습니다. 분석 결과, 중국 시장은 체계적이고 미래지향적인 최상위 설계를 통해 견고한 기반을 마련했음이 확인되었습니다. 그러나 제품 설계의…
Magnetic monopoles: from Dirac to the Large Hadron Collider
자석은 항상 북극과 남극을 가지며, 이들을 분리할 수 없는 것이 자기의 기본적인 특성입니다. 그러나 자기 홀극(magnetic monopole)의 존재에 대한 강력한 이론적 근거들이 제시되어 왔습니다. 이 입자들은 광범위한 탐색에도 불구하고 아직 발견되지 않았습니다. 본 논문은 자기 홀극의 이론적 기반을 간략하게 설명하고, 이를 관측하기 위한 실험적 노력들의 역사적 개요를 제공합니다. 특히 우주선 및 입자 충돌기 실험, 그중에서도 CERN의 대형 강입자 충돌기(LHC)에서의 최신 탐색 현황에 중점을 둡니다. 현재까지 자기 홀극의…
Interfacial engineering enables air-stable Li 5 FeO 4 prelithiation additives for long-Life LiFePO 4 |graphite batteries
리튬인산철(LFP)-흑연(Gr) 전지는 안전성과 긴 수명으로 대규모 에너지 저장 장치에 널리 사용됩니다. 그러나 고체 전해질 계면(SEI) 형성 시 발생하는 비가역적인 리튬 소모는 초기 용량 손실을 야기하고 전지의 사이클 안정성을 저해합니다. 리튬 과잉 페라이트(Li5FeO4, LFO)는 리튬 손실을 보상하는 유망한 첨가제이지만, 낮은 대기 안정성과 습기에 대한 민감성으로 인해 실제 적용에 어려움이 있었습니다. 본 연구에서는 LFO 입자 표면에 나노 규모의 보호층을 형성하는 TiO2 계면 코팅 전략을 도입하여 LFO의 안정성을 확…
Beyond Net Metering: Design and Performance of a Hybrid Solar Strategy for Cost Efficiency and Security of Supply in Intermittent Urban Grids
분산 발전은 지속 가능한 도시 에너지의 핵심이지만, 신흥 경제국의 미비한 규제는 주거용 태양광(PV) 시스템의 잉여 전력 수출을 제한합니다. 본 연구는 수요 일치형 무수출 PV 시스템과 IoT 기반 백업 시스템을 결합한 하이브리드 전략의 성능과 기회비용을 정량화했습니다. 페루 아레키파에서 54개월간 1.36kWp 계통연계형 PV와 0.6kWh/일 백업 시스템을 평가했으며, PV 설치 전의 계량 데이터를 대조군으로 활용했습니다. 무수출 제약으로 인해 자가 소비율(SCI)은 96.3%였으나, 자가 충족률(SSI)은 37.9%에 그쳤고,…
Two-stage optimal scheduling for the microgrid considering uncertainties and user endowment effect in demand response
마이크로그리드(MG)에서 수요 반응(DR)은 전력 수급 불균형을 완화하지만, 재생에너지의 불확실성과 사용자 반응 행동의 불확실성으로 인해 실제 스케줄링 가치가 제한됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 다중 시나리오 위험 스케줄링과 퍼지 기회 제약 롤링 보정을 결합한 주간/일중 협력 스케줄링 프레임워크를 제안합니다. 구체적으로, DR 규제 시 사용자의 습관적인 전력 소비 변화로 인한 심리적 비용을 정량화하기 위해 보유 효과(endowment effect) 기반 메커니즘을 모델링했습니다. 또한, 시간 척도에 따라 차별화된 …
Stackelberg Game-Based Optimal Operation of a Flexible Integrated Energy System with Dual Energy Storage for Source-Load Interaction
재생에너지 변동성과 독립적인 이해관계자들의 상충하는 경제적 목표는 유연 통합 에너지 시스템(FIES) 운영에 물리적, 시장적 어려움을 동시에 야기합니다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 전기 및 열 에너지 저장장치의 시간적 유연성을 통합한 시장-물리 결합 스택켈버그 게임 기반의 협력적 운영 프레임워크를 개발했습니다. 통합 에너지 운영자(IEO)는 리더로서 내부 전기 및 열 구매/판매 가격을 결정하고, 다중 에너지 열병합 시스템(MECS) 운영자와 부하 통합자는 팔로워로서 각각 발전-저장 스케줄 및 수요 반응 결정을 독립적으…
The structure of infrastructure adoption: competition of hydrogen and electric for long-haul freight decarbonization
장거리 화물 운송의 탈탄소화를 위해서는 기존 디젤 공급망을 고려한 수소 충전소(HRS) 네트워크 구축이 필수적입니다. 기존 계획 도구들은 노드별 수요를 균일하게 가정하지만, 실제 수요는 화물 흐름과 기술 채택 역학 간의 복합적인 상호작용으로 발생합니다. 자본 제약이 있는 인프라 구축 결정에는 이러한 상호작용 이해가 중요합니다. 본 연구는 Bass 확산 모델과 강화 학습 기반 HRS 배치 순서 결정 기법을 통합한 네트워크 연계 배치 프레임워크를 적용했습니다. 미국 남동부 화물 네트워크 데이터를 활용하여 수소 비용 경로와 배치 속도를…
Anionic Bottom-Up Flux Orchestrated via Hard Carbon Surface Chemistry for Stable Sodium-Ion Batteries
나트륨 이온 배터리의 하드 카본 음극은 불안정한 고체-전해질 계면(SEI) 형성으로 인해 낮은 초기 쿨롱 효율과 열악한 사이클 안정성을 겪는다. 본 연구는 분자 수준의 표면 설계를 통해 전해액 벌크에서 하드 카본 계면으로 음이온의 상향식 플럭스를 능동적으로 조절하는 방법을 제시한다. 카본 표면에 피리딘-N과 카르보닐 그룹의 시너지 효과를 내는 쌍을 도입하여 기능적으로 차별화된 미세 환경을 조성했다. 피리딘-N은 PF6- 음이온을 선택적으로 고정하고, 카르보닐은 용매 분자를 밀어낸다. 이 이중 기능은 계면으로 음이온의 지속적인 역 …
An Edge Computing-Enabled Optimal Control Method for Low-Voltage Distribution Networks
분산형 태양광 발전 시스템의 높은 보급률은 저압 배전망에서 전압 위반, 태양광 수용 한계, 인접 배전 변압기 간 불균형 부하 등의 문제를 야기합니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 배전 변압기 클러스터(DTC)로 구성된 저압 배전망을 위한 엣지 컴퓨팅 기반 최적 제어 방법을 제안합니다. 제안하는 방법은 지능형 융합 터미널을 엣지 컴퓨팅 플랫폼으로 활용하여 측정값 수집, 익일 스케줄 생성, 당일 실시간 보정, 안전성 검증 및 제어 명령 발행을 수행합니다. 익일 단계에서는 태양광 발전 예측 시나리오를 식별하고, 시나리오별 에…
High Figure of Merit Optical Fiber LMR sensor utilizing bilayer film of ZnO and LiF for ethanol detection
본 연구는 산화아연(ZnO)과 불화리튬(LiF) 이중층으로 코팅된 광섬유 구조를 활용한 에탄올 검출 센서를 이론적으로 탐구합니다. ZnO 박막의 손실 모드 공명(LMR) 특성을 기반으로 굴절률 센서를 설계했으며, ZnO 두께를 최적화하여 가시광선 및 근적외선 스펙트럼(400~1500 nm)에서 LMR을 구현했습니다. 공명 특성을 향상시키기 위해 비피복 광섬유 코어와 ZnO 코팅 사이에 LiF 유전체 층을 도입했습니다. 이는 위상 정합을 개선하고, 반치폭(FWHM)이 좁은 더 선명한 LMR 딥을 생성합니다. 순수 실리카와 4% 게르…
Enhancement of the optical and spin properties of silicon vacancies in proton-implanted 4H-SiC via femtosecond laser annealing
4H-SiC 내 실리콘 공공(VSi)은 고체 큐비트의 유망한 후보이지만, 기존 고온 어닐링 방식은 불순물 확산 및 공간 국한성 제한이라는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 양성자 주입된 4H-SiC에서 VSi 색 중심의 복원 및 특성 조절을 위한 펨토초 레이저 어닐링 기법을 제안한다. 이 방법은 마이크로미터 스케일의 열 상호작용 영역 내에서 극도로 높은 순간 피크 온도를 발생시켜, 격자 손상을 효과적으로 제거하고 과도한 결함 확산을 억제한다. 이를 통해 상온 광발광 강도가 초기 값의 1.5배로 향상되었으며, 저온 스펙트럼에서 제로 …
Precursor Design Principles for Area‐Selective Atomic Layer Deposition of Alumina: Quantifying the Role of Lewis Acidity, Steric Repulsion, and Dimerization in Surface Adsorption
원자층 증착(ALD)에서 전구체 흡착은 증착 특성을 결정하는 핵심 요소이며, 특히 비성장 표면(NGS) 흡착이 선택성 손실로 이어지는 영역 선택적 ALD(AS-ALD)에서 중요합니다. 전구체의 루이스 산도, 입체 반발, 이합체화 경향은 NGS 흡착에 큰 영향을 미치며, 이는 실험적 선택성을 좌우하는 주요 매개변수입니다. 본 연구는 확장 시스템용 에너지 분해 분석(pEDA)을 활용하여 일반적인 알루미늄 전구체들이 소분자 억제제(SMI)인 트리메톡시프로필실란(TMPS)이 있는 SiO2 NGS 표면에 흡착되는 에너지학을 정량적으로 평가했…
An online machine learning multi-resolution optimization framework for energy system design limit of performance analysis
산업 공정을 위한 신뢰할 수 있는 통합 에너지 시스템 설계는 아키텍처 수준의 규모 결정부터 고정밀 동적 운영에 이르기까지 다양한 충실도(fidelity)에 걸친 최적화 및 검증 모델을 필요로 합니다. 그러나 충실도 간 모델 불일치는 성능 손실의 원인을 모호하게 하고 아키텍처-운영 간 성능 격차를 정량화하는 것을 복잡하게 만듭니다. 본 연구는 고비용의 고정밀 모델 평가를 최소화하면서 달성 가능한 성능의 아키텍처별 상한선을 추정하는 온라인 머신러닝 가속 다중 해상도 최적화 프레임워크를 제안합니다. 1MW 산업 열 부하를 공급하는 파일…
High‐Efficiency Deep Blue Single‐Gaussian Europium(II) Emitters and Their Emitter‐Host Interactions
Eu(II) 착물은 좁고 허용된 4f–5d 발광 특성으로 인해 심청색 유기발광다이오드(OLED)의 매력적인 발광체로 주목받지만, 진공 증착 OLED 적용에는 한계가 있었습니다. 본 연구는 크라운 에테르 리간드와 카보레이트 음이온을 결합하여 유로퓸 중심의 배위 환경을 정의하고 입체 차폐를 개선하는 새로운 Eu(II) 발광체 분자 설계 개념을 제시합니다. 이 설계 기반으로, 좁은 심청색 광발광과 90%에 가까운 양자 수율, 그리고 진공 증착에 충분한 열 안정성을 갖춘 두 가지 발광체를 소개합니다. Eu(II) 발광체의 여기 상태 동역…
On the Modular Platoon-based Vehicle-to-Vehicle Electric Charging Problem
본 연구는 군집 기반 차량 간 충전(PV2VC)이라는 혁신적인 동적 충전 기술을 제안한다. 이 기술은 전력 공급 차량(ES)이 다른 전기차(ER)에 전력을 전송하면서 군집 주행을 통해 충전소 경유 및 지연을 피하는 방식이다. PV2VC 문제 해결을 위해 혼합 정수 선형 계획법(MILP) 모델을 수립했으며, 전기차 경로 문제(EVRP) 및 전기차 군집 문제(EVPP)와 같은 두 가지 기본 벤치마크 시나리오를 단순화하여 함께 분석했다. 주요 목표는 ER의 총 에너지 소비량과 이동 시간을 최소화하는 것이다. 여기에는 충전소 충전 시간,…
Combining Statistical and Machine Learning Methodologies in Energy Consumption Forecasting for Electric Vehicles
지속가능발전목표(SDG) 달성을 위해 화석연료 차량에서 전기차(EV)로의 전환이 필수적입니다. 그러나 전기차의 에너지 소비량을 정확하게 예측하는 것은 운영 효율성, 경로 계획, 충전 전략에 직접적인 영향을 미치므로 광범위한 전기차 보급에 있어 중요한 과제로 남아있습니다. 본 연구는 이 문제를 해결하기 위해 XGBoost, Random Forest, 회귀 기반 기법 등 첨단 머신러닝 모델과 통계적 방법을 활용한 혁신적인 데이터 조작을 결합한 새로운 접근 방식을 제안합니다. 운전 패턴 및 환경 조건을 포함한 차량별 지표를 통합하는 특…
Hotspot to Homogeneous: Amorphous Interfacial Current Redistribution Enables Stable Solid-State Lithium-Metal Batteries
산화물 세라믹 전해질(OCE) 기반 고체 리튬 금속 전지(SSLMB)의 계면 불안정성은 화학적 비호환성 또는 기계적 결함으로 여겨져 왔으나, 원자 규모의 근본적인 메커니즘은 불분명했습니다. 본 연구는 다결정 OCE의 결정립계(GB)가 양극성 계면 핫스팟으로 작용하여 세 가지 열화 경로를 가속화함을 밝혀냈습니다. 이는 리튬 덴드라이트 핵 생성 장벽을 낮추고, 음극에서 전자 누출에 의한 환원을 가능하게 하며, 양극 상 변이에 국부적인 과전압을 생성하는 것입니다. 이러한 GB 유도 핫스팟을 비활성화하기 위해, 우리는 레이저 유도 비정질…
Planning energy adequacy for a renewable New England: Multi-decade weather, short- and long-duration storage, and grid-interactive electric vehicles
본 연구는 신재생에너지 비중이 높은 뉴잉글랜드 전력 시스템에서 계획 기간, 저장 기술 조합, 고정 용량이 자원 적정성에 미치는 영향을 평가합니다. 44년간의 시간별 풍력, 태양광, 수요 데이터를 활용하여 다양한 과거 계획 기간에 대한 최저 비용 포트폴리오를 최적화하고, 전체 다년간의 기록에 걸쳐 적정성을 시험했습니다. 계획 기간을 1년에서 44년으로 연장하면 예상 미공급 에너지(EUE)는 최대 98%, 부하 손실 시간(LOLH)은 90% 이상 감소했지만, 총 시스템 비용은 평균 5~10% 증가했습니다. 단기 에너지 저장(SDES)…
Performance enhancement of perovskite solar cells for energy storage applications: Materials and device engineering
에너지 저장 응용 분야에서 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 활용을 위해서는 높은 안정성 확보가 필수적입니다. 그러나 이온 이동으로 인한 계면 열화와 고온다습 환경에서의 봉지재 파손은 PSC의 내구성 확보에 주요한 걸림돌로 작용합니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 재료 및 소자 공학을 통합한 전략을 개발했습니다. 연구팀은 실란 자가 조립 계면 부동태화, SnO2 버퍼층, 저온 동적 열압축 봉지, 그리고 플루오로실리콘 엣지 보호 기술을 결합하여 PSC의 안정성을 향상시켰습니다. APTES(3-Aminopropyl)trie…
Dynamic Scheduling of a Photovoltaic–Storage Office Building with Heating, Ventilation, and Air-Conditioning and Electric-Vehicle Flexibility
태양광(PV) 발전 시스템이 고도로 보급된 오피스 빌딩에서는 수요, 재생 에너지 발전량, 전기 요금, 전력망 탄소 집약도 간에 시간별 불일치가 발생할 수 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 PV-배터리 에너지 저장 시스템(BESS), 공조(HVAC) 부하 반응, 전기차(EV) 충전 및 V2B(Vehicle-to-Building) 운영을 통합한 재현 가능한 결정론적 시계열 혼합 정수 선형 계획 모델을 개발했습니다. 이 모델은 별도의 충전 및 방전 변수, 이진 운영 상태, BESS의 순환 50% SOC(State of …
Reducing Ion Transport Friction by Mitigated Diluent‐Solvent Interaction for Sodium–Sulfur Battery
나트륨-황 전지는 대규모 에너지 저장 장치로 유망하지만, 나트륨 덴드라이트 성장, 불안정한 고체-전해질 계면(SEI) 형성, 폴리설파이드 셔틀 효과로 인해 실용화에 어려움을 겪고 있습니다. 본 연구에서는 이온 전도도와 계면 안정성을 동시에 확보하기 위해 새로운 국부 고농도 전해질(LHCE-DEE/TTEE)을 개발했습니다. 기존의 높은 용매화 능력을 가진 DME 대신 중간 용매화 능력을 가진 다이에틸 에테르(DEE)를 사용하여 희석제-용매 상호작용을 완화하고 Na+ 수송을 위한 국부 동적 마찰을 줄였습니다. 또한, DEE는 이온-쌍…
Dynamic User Equilibrium for Electric Vehicle Departure Time and Path–Charging Choices with Wireless and Fast Charging Services
본 연구는 무선 및 고속 충전 서비스가 전기차(EV)의 출발 시간과 경로-충전 선택에 미치는 영향을 분석합니다. 특히, 목적지 도착 전까지 주행에 필요한 충전량을 확보해야 하는 상황을 가정합니다. 무선 충전 차선과 고속 충전소를 포함하는 도로 네트워크를 대상으로 다중 클래스 동적 사용자 균형(DUE) 모델을 수립했습니다. 에너지 인지 동적 네트워크 부하 모델을 통해 교통 흐름과 배터리 상태 변화를 시뮬레이션하고, 상류 무선 충전 에너지가 잔여 충전소 대기 시간으로 전환되는 과정을 분석합니다. 균형 상태는 유한 차원 변분 부등식으로…
Tunnel field-effect transistors exhibiting performance beyond the Boltzmann thermionic limit
국제 소자 및 시스템 로드맵(IRDS)은 구동 전압 및 전력 소비의 지속 가능한 축소를 가능하게 하는 차세대 논리 소자로 터널 전계 효과 트랜지스터(TFET)를 지목했습니다. 그러나 볼츠만 열전자 한계 이하의 ON 전류(I60, 즉 서브스레시홀드 스윙이 60mV/decade일 때의 전류)와 전류 스위칭 비율을 동시에 달성하는 것은 큰 과제로 남아있었습니다. 본 연구에서는 비스무트/인듐 셀레나이드(Bi/InSe) 이종접합 기반의 TFET를 개발했습니다. 이 소자는 정밀한 재료 설계, 진공 환경에서 제작된 깨끗한 계면, 그리고 서브스…
Reconfigurable fixed-frequency resonant converter with extended voltage gain for ultra-wide output range applications
본 논문은 전기차 충전 애플리케이션을 위한 초광범위 출력 전압 범위를 갖는 범용 직렬 공진 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 변압기 2차 권선과 정류기 단이 통합된 2상 재구성 가능 2차측 구조를 기반으로 한다. 두 가지 동작 모드에서 변압기 2차측과 정류기 구조를 동시에 재구성하여 전압 이득의 큰 단계를 달성한다. 이러한 불연속적인 단계 사이의 간극을 메우기 위해 부스트 컨버터가 공진 인버터와 통합되었다. 이 통합을 통해 인버터 듀티 사이클 변화는 기존 인버터와 달리 인버터가 생성하는 구형파의 폭과 진폭 모두에 영향을 미친다.…
Modeling the potential impact of storage on the US power sector in a multisector dynamic context
경제 성장과 전력 기술 및 수요 패턴 변화에 따라 전력 부문의 규모, 중요성, 복잡성이 전 세계적으로 증가하고 있습니다. 특히 새로운 성장 산업과 가변 재생에너지 기술의 확산은 전력 수요 및 공급의 시간적 프로파일에 큰 변동성을 야기할 수 있습니다. 이러한 맥락에서 모듈형의 유연한 전력 저장 기술의 등장은 전력 시스템의 구조와 운영에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 본 연구는 다중 부문 동적 모델의 한계를 보완하기 위해 GCAM-USA(Global Change Analysis Model-USA)의 전력 부문 동학에 계통 기…
Optimal Energy Use Strategy of Load Aggregators with Heterogeneous Energy Storage in a Community Integrated Energy System Based on Hybrid Game Theory: Considering Participant Contribution
에너지 저장 기술의 발전으로 이종 저장장치를 갖춘 사용자 측이 보편화됨에 따라, 지역 통합 에너지 시스템(CIES) 내 다양한 사용자 간 이종 에너지 공유를 통해 에너지 활용 효율을 높이고 비용을 절감하는 문제가 중요해졌습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 위해 하이브리드 게임 이론 기반의 CIES 최적 에너지 활용 방법을 제안하고, 최적 에너지 전략을 탐색했습니다. 제안된 방법론에서는 참여자 간의 게임 특성에 맞춰 상이한 게임 모델을 적용했습니다. 또한, 합리적인 협력 이익 배분을 위해 비선형 에너지 매핑 함수 기반의 비대칭 …
Fiber Electronics: Integrating Logic, Photodetection, and Wireless Communication on a Single Optical Fiber
광섬유는 전 세계 정보 인프라의 핵심이지만, 빛을 유도하는 수동적 역할에 머물러 왔다. 신호 변조, 검출, 논리 연산은 외부 칩에 의존하여 광-전 변환 손실, 복잡한 결합, 상호 연결 전력 오버헤드 등으로 인해 근본적인 한계를 가진다. 본 연구는 능동적인 광전자 기능을 광섬유에 직접 통합하는 새로운 광섬유-전자공학 아키텍처를 제안한다. 연구팀은 D형 광섬유의 측면 연마면에 탄소 기반 논리 회로, 광검출기, 광 제어 인버터, 무선 인터페이스 모듈을 통합하여 다기능 전자-광자 시스템을 구현했다. 이 단일 플랫폼은 광섬유 내에서 논리 …
An ultralightweight anode-exhaust-driven micro-ejector enabling zero-parasitic-power cathode air supply for compact fuel cell systems
기존 소형 연료전지 시스템은 기계식 공기 펌프 사용으로 상당한 기생 전력 소모가 발생하여 효율 저하의 원인이 됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 양극 배기 가스를 구동 유체로 활용하는 초경량(0.2g) 마이크로 이젝터를 개발하여 전력 소모 없이 음극 공기를 공급하는 방안을 제시합니다. 스테레오리소그래피 방식으로 제작된 이 이젝터는 100 kPa 미만의 저압 조건에서 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 통해 형상을 최적화했습니다. 이를 통해 최대 12의 동반비(ER)를 달성하며 4 이상의 높은 동반 효율을 보였습니다. 최적…
Splitting Coils in Energy Storage and Wireless Power Transfer Systems: Analysis, Comparison and Solution
전기차 및 충전 시스템 분야에서 무선 전력 전송 기술이 확산됨에 따라, 전력 전자 기술 발전과 더불어 에너지 저장 기술 및 코일 설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 본 연구는 전기차 충전 시스템의 자기장 분포 평탄화 또는 전력 애플리케이션의 총 자속 밀도 증가를 목표로 듀얼 인버터 시스템을 활용한 분할 코일 구조를 분석합니다. 특히, 정렬 불량 조건에서 평탄한 자속 분포는 전기차 충전 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 연구의 핵심은 이중 구동 분할 코일 개념으로, 단일층 및 이중층 코일로 분석되었습니다. …
Dual-Site Functional Orchestration Enables Synergistic Anodic Modulation and Cathodic Mooring for Durable Zinc–Iodine Batteries
수계 아연-요오드 전지는 지속 가능한 대규모 에너지 저장 기술로 주목받지만, 아연 음극의 덴드라이트 성장과 양극의 폴리요오드화물 셔틀 현상으로 인해 실제 적용에 어려움이 있습니다. 본 연구는 단일 전해질 첨가제인 2-이미다졸리돈(ELA)을 활용하여 음극과 양극 계면을 동시에 안정화하는 이중 기능 조율 전략을 제안합니다. ELA의 카르보닐(C=O) 작용기는 음극에서 Zn2+ 용매화 환경을 조절하고 동적 흡착층을 형성하여 이온 플럭스를 균질화합니다. 이는 (002)면을 따라 아연 증착을 유도하여 덴드라이트 형성을 효과적으로 억제합니다.…
Microstructural insights into fast ion transport in solid electrolytes via multiscale modeling
고성능 전고체 배터리 개발에 필수적인 고체 전해질의 이온 수송 특성을 개선하기 위해서는 미세구조적 요인에 대한 이해가 중요하나, 아직 불분명한 점이 많습니다. 본 연구는 다중 스케일 모델링을 활용하여 결정립계에서의 원자 단위 호핑부터 연속체 스케일의 퍼콜레이션에 이르기까지 다결정 이온 수송 과정을 분석함으로써, 실제 고체 전해질 미세구조에 대한 심층적인 통찰을 제공합니다. 아르기로다이트(Li6PS5X, X ∈ {Cl, Br, I})를 대상으로 폐루프 능동 학습을 통해 개발된 경량 머신러닝 포텐셜을 활용하여 분자 동역학과 유한 요소…
Porphyrin-based molecular wires: From polaron delocalization to phase-coherent single-molecule transport — a Woodward Career Award paper
분자 와이어는 단일 분자 전자 소자의 기본 요소이자 유기 반도체의 핵심 구성 요소입니다. 포르피린은 낮은 재배열 에너지와 풍부한 산화환원 활성으로 인해 전하 수송 장벽이 낮아 분자 와이어 구축에 탁월한 빌딩 블록으로 활용됩니다. 본 연구는 세 가지 유형의 포르피린 기반 분자 와이어, 즉 축 방향 배위 쉬시케밥 복합체, 알카인 연결 사슬, 그리고 에지 융합 나노리본에 대한 연구를 요약합니다. 단일 분자 전도도 측정, 시간 분해 마이크로파/테라헤르츠 분광법, 전자 상자성 공명(EPR) 분광법과 같은 비접촉 앙상블 측정 등 와이어 거동을…
Humidity-Enhanced Effects of Sputtered Au Nanoparticles on the Ethanol Sensing Performance of Thermally Evaporated ZnO Nanowires
1차원 금속 산화물 반도체 기반 가스 센서 개발에서 습도가 센서 성능에 미치는 부정적 영향을 완화하는 것은 중요한 과제입니다. 본 연구는 금(Au) 나노입자가 1차원 ZnO 나노구조의 에탄올 감응도에 미치는 습도 증진 효과를 탐구했습니다. 전도성 화학 센서 제작을 위해 Au 촉매 성장 동역학을 활용한 열 증발-응축법으로 ZnO 나노와이어를 성장시켰습니다. 이후 스퍼터링을 통해 Au 나노입자를 ZnO 나노구조에 2~10초간 추가 증착했습니다. 구조 분석 결과, 10~70 nm 직경의 Au 나노입자가 0.1~1 μm 길이와 10~30…
Carbazolyl-Substituted Benzoic Anhydrides as Efficient Triplet Harvesters for High-Brightness Blue Organic Light-Emitting Diodes
본 연구는 공여체-수용체-공여체(D-A-D) 구조를 갖는 카르바졸 기반 C2-대칭 무수물을 합성하는 간단하고 효율적인 전략을 제시합니다. 카르바졸 또는 3,6-다이-tert-부틸카르바졸 공여체 단위를 무수물 수용체 부분에 파라 또는 오르토 위치로 연결한 네 가지 벤조산 무수물을 설계, 합성하고 체계적으로 분석했습니다. 광물리 연구 결과, 연결 토폴로지가 광물리적 특성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 파라-연결 유도체는 지연 형광이나 인광을 보이지 않은 반면, 오르토-치환 무수물은 작은 단일항-삼중항 에너지 간격을 가지며 …
A Schematic-Level Digital Near-Memory Computing Architecture Utilizing 1T3R Memristor Arrays and Pipelined MAC for Pattern Recognition
폰 노이만 아키텍처는 데이터 집약적인 AI 애플리케이션에서 메모리 병목 현상에 직면해 있습니다. 멤리스터 기반 CIM(Computing-in-Memory)은 데이터 이동을 줄이는 유망한 대안이지만, 기존 아날로그 CIM은 잡음, 누설 전류, 소자 편차, 그리고 고해상도 ADC의 면적 및 전력 오버헤드에 취약합니다. 본 연구는 3비트 부호화된 가중치 저장을 위한 1T3R(1-Transistor-3-Resistor) 비트 슬라이싱 방식을 활용한 회로도 수준의 디지털 근접 메모리 컴퓨팅 아키텍처를 제안합니다. 각 가중치는 2의 보수 표…
Electric vehicles and carbon emission intensity: cross-country evidence using extended STIRPAT and System GMM frameworks
본 연구는 2010년부터 2023년까지 주요 32개 전기차 도입국을 대상으로 전기차 보급이 탄소 배출량 감소에 기여하는지 분석합니다. 경제 발전, 에너지 소비, 재생에너지 비중, 도시화 등의 요인을 고려하여 전기차 확산과 탄소 배출 강도(CEI) 간의 관계를 평가하고, 전기차 재고와 판매량을 비교하여 장기적 보급이 단기적 시장 확장보다 더 큰 탈탄소 효과를 가져오는지 탐구합니다. 연구는 확장된 STIRPAT(Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence and Technol…
Techno-economic assessment of the realisable economic value and value capture gap of probabilistic PV forecasting in PV-battery microgrid dispatch
태양광(PV)-배터리 마이크로그리드에서 단기 예측은 에너지 저장 장치 운영에 필수적이지만, 단순히 통계적 정확도만으로는 그 가치를 온전히 평가하기 어렵습니다. 저장 상태, 전력망 활용, 출력 제한, 전력 부족 비용 등 다양한 요인이 결과에 영향을 미치기 때문입니다. 본 연구는 호주 앨리스 스프링스의 Desert Knowledge Precinct 마이크로그리드에서 수집된 16개월 데이터를 활용하여 확률론적 PV 예측의 실현 가능한 경제적 가치와 가치 포착 격차를 정량적으로 분석했습니다. 연구는 네 가지 경량 점 및 분위수 모델을 완…
Dynamic quality of service prediction with synergistic effect in IoV based on spatiotemporal graph convolutional simple recurrent unit network
5G 기술의 확산은 서비스 중심의 차량 인터넷(IoV) 발전을 가속화하며 미래 지능형 교통 시스템(ITS)의 다양한 요구를 충족하는 핵심 수단으로 자리 잡고 있습니다. 차량 내 장치 증가에 따라 최적의 서비스를 정확하게 선택하는 것이 ITS의 중요한 과제로 부상했습니다. 이동통신 기반 차량 통신에서 서비스 품질(QoS) 예측은 IoV 환경의 시공간적 변화에 맞춰 서비스 품질을 동적으로 조정하여 사용자에게 최적의 서비스를 제공하는 효과적인 해결책입니다. 그러나 기존 QoS 예측 방식은 이기종 장치 간의 동적 특성과 시너지 효과를 충분…
Chemical Oxidation Synergistically Regulates Surface Chemistry and Pore Structure of Cotton Stalk-Based Hard Carbon for Enhanced Sodium Storage Performance
바이오매스 기반 경질 탄소(HC)는 무질서한 구조와 풍부한 미세 기공 덕분에 나트륨 이온 배터리의 유망한 음극 후보 물질입니다. 본 연구는 1300 °C에서 탄화된 면화대 기반 경질 탄소에 세 가지 화학적 산화 전략(NaClO, H2SO4, H2O2+NaOH)을 체계적으로 적용하여 그 영향을 탐구했습니다. NaClO 처리 샘플은 0.1 C에서 330.2 mAh g−1의 높은 방전 용량, 81.7%의 높은 초기 쿨롱 효율(ICE), 그리고 2 C에서 1000 사이클 후 81.9%의 용량 유지율(226.0에서 185.1 mAh g−1…
AcceleratingSAXS Data Interpretation: A ComparativeAssessment of Backbone-Dependent Morphology in Radiation-Grafted Anion-ExchangeMembranes
음이온 교환막(AEM)은 전기화학 에너지 장치의 핵심 부품으로, 나노 규모 형태가 물 및 이온 수송과 전반적인 성능을 좌우합니다. 방사선 그라프트 AEM에 대한 관심이 증가함에 따라, 고분자 백본이 특성에 미치는 영향은 아직 충분히 탐구되지 않았습니다. 본 연구에서는 동일한 기능기를 갖는 AEM에서 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 간의 백본 화학적 차이가 미치는 영향을 조사했습니다. 소각 X선 산란(SAXS)과 비현장 특성 분석을 결합하여 벌크 특성에 대한 포괄적인 개요를 제공했습니다. LDP…
A Weakly Supervised Framework for Anomaly Detection in Hydrogen Blend Transport Networks Using High-Fidelity Simulation Data
수소 에너지 운반체 활용이 증가함에 따라 운송 인프라에 대한 고급 모니터링 솔루션이 요구됩니다. 특히 지능형 센싱 및 데이터 기반 분석은 안전과 운영 효율성 향상에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그러나 운영 데이터 부족과 시스템의 복잡한 과도 거동으로 인해 수소 운송망의 이상 탐지는 여전히 어려운 과제입니다. 본 연구는 고충실도 시뮬레이션과 데이터 기반 분석을 활용한 수소 운송망의 약지도(weakly-supervised) 이상 탐지 프레임워크를 제안합니다. 이 방법론은 시계열 딥러닝 아키텍처와 비지도 표현 학습 모델을 결합하며,…
Autothermal Polarization of Membrane Electrode Assemblies – Effect of the Pt Content of the Catalyst and the Thickness of Fuel Cell Catalyst Layer
연료전지 스택에서 균일한 온도 분포는 시스템 설계 및 스케일업에 매우 중요하지만, 실험실 규모에서는 주로 엔드플레이트 가열 방식으로 온도를 제어합니다. 본 연구는 실제 스택 환경을 모사하기 위해 자가열 활성화 및 자가열 분극 실험을 수행하여 막전극접합체(MEA)의 열적 거동을 분석했습니다. 새로운 유럽 주행 사이클(NEDC) 프로토콜에 따라 MEA를 분극시키고, 동시에 정전류 전기화학 임피던스 분광법(GEIS)을 사용하여 R1, R2, C2 파라미터를 실시간으로 측정했습니다. 대칭적인 Pt 담지량을 가진 C-60-Pt, C-40-…
Preliminary Planning Assessment of Rooftop Photovoltaics for Supporting Electric-Vehicle Charging at Petrol Stations in Saudi Arabia
사우디아라비아의 전기차 전환은 국가 지속가능성 목표 달성을 위해 전력망 의존도를 줄이는 확장 가능한 충전 인프라를 필요로 합니다. 본 연구는 리야드와 제다의 주유소 옥상을 활용한 태양광(PV) 기반 전기차 충전 시스템의 예비 계획 평가를 수행했습니다. Google Earth Pro를 이용해 30개 주유소 옥상 면적을 측정하고, PVsyst 및 HelioScope를 활용하여 잠재적 태양광 발전량을 추정했습니다. 과거 PVsyst 결과(5.968 GWh/년)를 참조하고, 사용 가능한 옥상 면적, 일사량, 운영 유지율을 고려한 시나리오…
Optimizing solar and wind forecasting with iHow optimization algorithm and multi-scale attention networks
재생에너지 시스템의 지능형 예측 프레임워크 개발 시 딥러닝 모델은 입력 특성 공간의 차원 문제와 하이퍼파라미터 설정 민감성이라는 두 가지 주요 난관에 직면합니다. 이는 계산 비용을 증가시키고 모델의 일반화 및 견고성을 저해합니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 인지 기반 메타휴리스틱을 활용한 하이브리드 딥러닝-최적화 프레임워크를 제안합니다. 제안된 프레임워크는 특징 선택을 위해 이진 iHow 최적화 알고리즘(biHOW)을, 하이퍼파라미터 튜닝을 위해 연속형 iHow 알고리즘을 사용합니다. 두 알고리즘은 데이터 흡수, 정보…
ELLS–NSBA three-stage framework for optimal DG/SC placement and EV integration in distribution networks
분산전원(DG), 병렬형 커패시터(SC), 전기차(EV)의 보급이 증가하면서 배전망의 운영 효율성과 구조적 복원력을 동시에 고려한 최적 배치 전략이 요구됩니다. 기존 메타휴리스틱 접근법은 모든 버스를 동일하게 취급하여 탐색 공간이 과도하게 커지고, 최적화 후 구조적 복원력을 평가하는 프레임워크가 부족했습니다. 본 논문은 이러한 한계를 극복하기 위한 3단계 계획 프레임워크를 제안합니다. 1단계에서는 손실 민감도, Fiedler 벡터 스펙트럼 중심성, 매개 중심성을 융합한 ELLS(Enhanced Laplacian Loss Sensi…
Interpretable short-term electric load forecasting based on Bayesian Optimization for AM-CNN-KAN
전력 시스템 계획의 복잡성이 증대됨에 따라, 본 연구는 딥러닝 기반의 단기 전력 부하 예측 모델을 제안한다. KAN(Kolmogorov Arnold Networks)과 CNN(Convolutional Neural Networks)을 결합하고 베이지안 최적화 및 멀티 헤드 어텐션 메커니즘을 적용한 하이브리드 예측 모델 AM-CNN-KAN을 개발했다. AM-CNN-KAN 모델은 기존 모델 대비 MAE, MSE, RMSE, MAPE 성능 지표를 각각 0.072%, 7.52%, 2.44%, 1.23%, 7.10% 개선했다. 또한, 이 모…
Reducing Peak Load Underprediction Through Risk-Aware Upper Quantile Forecasting: A University Laboratory Case Study
높은 전력 수요에 대한 과소 예측은 과대 예측보다 운영상 더 심각한 결과를 초래할 수 있으나, 기존 예측 모델은 평균 오차 최적화에 집중합니다. 본 연구는 대학 실험실 사례 연구를 통해 안전 지향적 차세대 관측 예측 계층으로서 다변량 분위 트랜스포머의 성능을 평가했습니다. 2024년 4월 22일부터 12월 12일까지 약 10분 간격으로 수집된 33,374개의 측정 데이터를 활용했습니다. 데이터 누수가 없는 파이프라인은 실제 관측치만을 사용하고, 시퀀스 생성 전 시계열 분할을 수행하며, 훈련 데이터에만 스케일러를 적용하고, 30분 …
The Saxl hypergraph of a permutation group
치환군 G ≤ Sym(Ω)에서, 기저(base)는 G 내에서 점별 안정자(pointwise stabiliser)가 자명한 Ω의 부분집합이며, 기저 크기 b(G)는 기저의 최소 크기입니다. b(G)=2인 경우, Burness와 Giudici는 크기 2의 기저를 엣지로 하는 G의 Saxl 그래프를 정의했습니다. 이후 Freedman은 이 개념을 b(G) ≥ 2인 모든 군으로 확장하여, b(G) 크기의 기저에 포함된 점들의 쌍을 엣지로 사용했습니다. 본 연구는 Saxl 그래프의 대안적 일반화인 Saxl 하이퍼그래프를 탐구합니다. 여기서…
Nanomaterials for drug analysis: emerging advancements and future challenges
나노물질은 독특한 장점을 바탕으로 다양한 실제 기술 분야에서 혁신을 주도하며, 특히 약물 검출 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다. 현재 나노물질을 활용한 샘플 전처리 및 나노센서 개발 연구가 활발히 진행되고 있으며, 새로운 물질과 응용 사례가 지속적으로 보고되고 있습니다. 본 연구는 약물 분석 분야에서 나노물질의 응용에 대한 포괄적이고 심층적인 개요를 제공합니다. 탄소나노튜브, 그래핀 유도체, 실리콘 기반 물질, 분자 각인 고분자, 금속-유기 골격체, 공유-유기 골격체, 미세 다공성 유기 네트워크, 도파민 나노입자 등 다양한 나노…
Differential Flatness-Based Control of a Proton-Exchange-Membrane-Fuel-Cell-Fed Interleaved Boost Converter for Electric Vehicle Applications
양성자 교환막 연료전지(PEMFC) 시스템은 전기차(EV) 및 DC 마이크로그리드 애플리케이션에 필요한 저전압, 고전류 DC 전력을 공급합니다. 하지만 과도한 전류 리플과 급격한 부하 변동은 연료전지 스택에 전기적·열적 스트레스를 가중시킬 수 있어, 안정적인 시스템 운영을 위해 컨버터 토폴로지와 제어 전략이 중요합니다. 본 연구는 PEMFC 기반 다상 인터리브드 부스트 컨버터를 위한 미분 평탄도 기반 비선형 제어 전략을 제안합니다. 이 제어 구조는 내부 루프 인덕터 전류 제어와 외부 루프 DC 버스 에너지 제어를 결합하여 안정적인…
Buried Interfaces as Functional Architectures in Rechargeable Batteries: A FIB-Enabled Perspective
충전식 배터리 성능 저하는 종종 매립형 계면 및 계면상에 의해 발생하지만, 그 기능은 주로 공간 평균 조성, 표면 민감 측정 또는 셀 수준 전기화학적 반응을 통해 추론됩니다. 본 관점에서는 계면을 인접한 상 간의 기하학적 경계로, 계면상을 인접한 벌크 상과 조성 또는 구조가 다른 유한 두께 영역으로 정의합니다. 본 연구는 FIB(집중 이온 빔) 방식이나 배터리 화학에만 국한하지 않고, 아키텍처 중심의 증거 기반 프레임워크를 채택하여 세 가지 유형의 매립형 계면 구조를 비교합니다. 여기에는 엔지니어링된 입자 코팅, 전기화학적으로 생…
Effect of cobalt doping on NiSe2-based sensing electrode for non-enzymatic electrochemical ascorbic acid detection
아스코르브산은 산화-환원 항상성, 면역 반응 및 대사 과정에 필수적인 항산화제이다. 기존 유리 탄소 전극(GCE)의 한계를 극복하기 위해 저비용 고정밀 전기화학 센서 개발이 중요하다. 본 연구에서는 유연 탄소 시트 위에 용매열 공정으로 성장시킨 이셀렌화 니켈(NiSe2) 기반의 비효소 아스코르브산 전기화학 센서를 최초로 보고한다. 다양한 농도의 코발트(Co)가 NiSe2에 도핑된 물질을 합성하고 전기화학적 성능을 평가했다. X선 회절, 전계 방출 주사 전자 현미경 및 X선 광전자 분광법을 이용한 구조 및 표면 분석을 통해 탄소 시트…
Knowledge Distillation Method for Compressing Large Language Model of Power Risk Identification and Improving Deployment Efficiency
전력 시스템 위험 식별에 대규모 언어 모델(LLM)이 높은 정확도를 보이지만, 방대한 파라미터 수와 높은 자원 소모로 인해 전자기 감지 시스템, 웨어러블 모니터링 단말, 소형 전력 모니터링 장치 등 자원 제약적인 엣지 장치에 실시간 배포가 어렵습니다. 분산형 감지 구조 및 엣지 기반 전자기 모니터링 장치에서 전기적 위험, 장비 이상 상태, 잠재적 전력 시스템 위험을 즉각적으로 감지하려면 컴퓨팅 오버헤드를 크게 줄여 낮은 지연 시간 처리를 달성해야 합니다. 본 논문은 계층적 지도 지식 증류(hierarchical supervised…
Constructing the Optimal Bidding Path for VPPS Participating in the Spot Market Using the DDPG Reinforcement Learning Algorithm
분산형 재생에너지원의 확산은 가상 발전소(VPP)의 지능형 입찰 전략 필요성을 증대시키고 있으며, 이를 위해 신뢰할 수 있는 통신 및 실시간 정보 교환이 필수적입니다. 본 연구는 전력 현물 시장에 참여하는 VPP를 위한 최적 입찰 경로 구성 프레임워크를 제안하며, 심층 결정론적 정책 경사(DDPG) 강화 학습 알고리즘을 기반으로 합니다. 동적 시장 상호작용을 특성화하기 위해 마르코프 결정 과정을 수립하고, Actor–Critic 아키텍처에 맞춤형 상태 공간 최적화, 제약된 행동 공간 설계, 다목적 보상 함수를 통합하여 운영 제약을…
Automatic Load Allocation in Power Dispatch Master Stations Using Multi-Agent Deep Deterministic Policy Gradient Algorithms
재생 에너지의 불확실성과 다중 지역 전력 조정의 복잡성으로 인해 전력 관제소의 자동 부하 할당은 점점 더 어려워지고 있습니다. 본 연구는 실시간 배전 효율성과 시스템 적응성을 향상시키기 위해 다중 에이전트 심층 결정론적 정책 경사(MA-DDPG) 알고리즘 기반의 자동 부하 할당 프레임워크를 제안합니다. 각 배전 지역이 자율 에이전트로 작동하며, 통신 및 의사 결정 기능을 조율하는 분산형 다중 에이전트 아키텍처를 구축했습니다. 풍력 및 태양광 발전의 확률론적 모델과 함께 배전 비용 최소화, 재생 에너지 출력 제한 최소화, 부하 변동…
Information Flow Advertising Relevance Ranking Method Using Knowledge-Enhanced BERT
현대 무선 통신 및 데이터 기반 서비스 시스템에서 지능형 정보 전달을 위해 효율적인 의미론적 관련성 순위화는 필수적입니다. 이는 정확한 콘텐츠 매칭을 통해 통신 자원 활용도와 사용자 경험을 향상시킬 수 있기 때문입니다. 기존 BERT 모델은 의미 이해, 비즈니스 지식 통합, 실시간 추론 측면에서 한계가 있어, 본 연구는 정보 흐름 광고 관련성 순위화를 위한 지식 강화 BERT(KE-BERT) 프레임워크를 제안합니다. 제안하는 접근 방식은 엔티티 정렬을 통해 다중 소스 도메인 지식을 트랜스포머 어텐션 메커니즘에 통합하고, 적응형 게…
Design of heat treatment and magnetic field-assisted machining for microstructure and surface corrosion control in Inconel 718
자기장 보조 가공(MAM)은 난삭성 인코넬 718(IN718)의 표면 품질 향상과 미세구조 제어에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 MAM이 IN718의 부식 성능에 미치는 영향, 특히 열처리(HT) 전략과 결합될 때의 영향은 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 레이저 분말 베드 융합(LPBF) 방식으로 제작된 IN718을 문헌에 보고된 공기(HT(Air)) 및 아르곤(HT(Ar)) 분위기에서 열처리한 후, 자기장 보조 연마(MAP) 및 버니싱(MAB)으로 후처리했습니다. HT와 MAM의 복합 효과가 미세구조 변화에 …
Two-Stage Frequency Response Strategy for DFIGs Based on Adaptive Speed–Frequency Coordinated Optimization
이 연구는 주파수 지원 중 이중 여자 유도 발전기(DFIG)의 과도한 회전자 감속과 회전자 속도 회복 중 발생하는 2차 주파수 강하(SFD) 문제를 해결하기 위한 2단계 주파수 응답 전략을 제안한다. 제안된 전략은 적응형 속도-주파수 협응 최적화를 기반으로 한다. 주파수 지원 단계에서는 초기 및 실시간 회전자 속도를 동시에 고려하여 풍력 터빈의 잔여 운동 에너지와 방출 과정을 동적으로 특성화한다. 이를 통해 고풍속 조건에서는 시스템 주파수 SFD를 개선하고 유효 지원 시간을 연장하며, 저풍속 조건에서는 지원 강도를 능동적으로 제한…
Design of an Intelligent Inspection System for Power Equipment Based on Multi-Technology Integration
탄소중립 전략 가속화로 재생에너지 보급이 확대되면서 현대 전력 시스템의 안정적 운영에 대한 요구가 증대되고 있습니다. 고전압, 강한 전자기 간섭, 고온 환경에서 작동하는 핵심 전력 설비의 고장은 시스템 연쇄 고장과 막대한 경제적 손실로 이어질 수 있습니다. 본 연구는 낮은 검사 효율, 제한된 고장 식별 정확도, 강한 전자기 간섭 환경에서의 불안정한 데이터 전송 문제를 해결하고자 다중 기술 통합 기반의 지능형 전력 설비 검사 시스템을 제안합니다. 제안된 시스템은 Wi-Fi 및 4G 셀룰러 통신을 결합한 이중 모드 무선 전송 아키텍처…
Influence of Physical Parameters on Lithium Dendrite Growth Based on Phase Field Theory
리튬 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 주기 수명으로 인해 현재 에너지 저장 분야의 주류 기술로 부상했습니다. 그러나 다중 물리 연동 관점에서 덴드라이트 핵 생성 및 성장에 대한 분석과 이들이 리튬 덴드라이트 성장에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족합니다. 본 연구는 상장 이론(Phase Field Theory)을 기반으로 기계-열-전기화학 연동 모델을 개발하여, 기계, 열, 전기화학장의 연동 효과를 통해 관련 물리량이 유도하는 리튬 덴드라이트의 진화 메커니즘과 억제 전략을 체계적으로 조사했습니다. 질서 매개변수(order p…
Theoretical Investigation of Early Cancer Biomarker Sensing Using a PMMA–Gold Hybrid Quasi-D-Shaped Photonic-Crystal-Fiber-Based Surface Plasmon Resonance Biosensor
본 연구는 다양한 굴절률을 가진 암세포를 조기에 감지하기 위해 준 D형 광결정 광섬유(PCF) 기반 표면 플라즈몬 공명(SPR) 바이오센서를 제안하고 유한요소법(FEM)을 활용하여 수치적으로 분석했습니다. 이 바이오센서는 플라즈몬 물질인 금(Au)과 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 고분자 코팅으로 구성됩니다. 연구팀은 플라즈몬 물질 두께와 에어 홀(air hole) 치수가 구속 손실(CL), 파장 민감도(WS), 진폭 민감도(AS) 등 주요 감지 매개변수에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 최적값을 초과하여 플라즈몬 두께를…
Stabilizing high-efficiency perovskite solar cells via strategic interfacial contact engineering
페로브스카이트 태양전지(PSC)의 표면 패시베이션은 효율을 높이지만, 불완전한 계면 기능성은 장기 신뢰성을 저해하는 요인입니다. 본 연구는 전략적인 계면 공학 접근법을 통해 페로브스카이트 표면을 완전히 기능화하여 이러한 문제를 해결합니다. 연구팀은 소듐 헵타플루오로뷰티레이트(sodium heptafluorobutyrate)를 사용하여 이온 차폐막을 형성했습니다. 이는 페로브스카이트 표면의 일함수를 조절하고 결함 형성 에너지를 증가시켜 전자 수송층과의 계면 특성을 개선합니다. 결과적으로 재결합이 최소화되고 작동 중 전자 추출 효율이…
The carbon and water footprints of data centers and what this could mean for artificial intelligence
인공지능(AI) 시스템의 전력 수요 추정은 가능하지만, 관련 탄소 및 물 발자국을 정량화하는 것은 여전히 어렵다. 데이터센터 운영사의 환경 보고서에서 AI와 비AI 워크로드를 구분하지 않아, AI의 환경 영향은 데이터센터의 일반적인 성능 지표를 통해 추정할 수밖에 없다. 그러나 기술 기업의 환경 정보 공개는 해당 기업의 총 데이터센터 성능조차 파악하기에 불충분한 경우가 많다. 이러한 정보 공개의 한계는 추가 지표 공개를 의무화하는 새로운 정책으로 개선될 수 있다. 데이터센터의 환경 영향이 빠르게 증가함에 따라, 기술 부문의 투명성…
Mechanistic Understanding of Thermal Stability and Safety in Lithium Metal Batteries
리튬 이온 전지가 이론적 용량 한계에 도달함에 따라, 차세대 에너지 저장 장치로 리튬 금속 전지(LMB)가 높은 에너지 밀도로 유망하게 부상하고 있습니다. 그러나 리튬 덴드라이트 성장, 부반응, 불안정한 고체 전해질 계면(SEI), 낮은 사이클 안정성 등 상호 연관된 문제들로 인해 실용화에 제약이 있습니다. 전해질 설계, 전극 구조, 계면 공학의 발전으로 전기화학적 성능은 향상되었지만, LMB의 열 안정성 및 안전성에 대한 심층적인 연구는 여전히 필요합니다. 본 총설은 LMB의 열 불안정성에 대한 포괄적인 메커니즘 분석을 제공합니…
A Comprehensive Review of Real-Time Feeder Monitoring and Auditing Systems: Architectures, Technologies, and Analytics for the Smart Grid
스마트 그리드로의 전력망 현대화는 주기적인 수동 검사에서 연속적인 실시간 배전선 모니터링 및 감사 시스템으로의 전환을 요구합니다. 기존 시스템은 높은 AT&C(종합 기술 및 상업) 손실, 긴 정전 시간, 그리고 배전선 상태에 대한 세부 가시성 부족이라는 문제점을 안고 있습니다. 본 연구는 최신 실시간 배전선 전력선 모니터링 및 감사 시스템의 아키텍처, 기술, 방법론을 종합적으로 분석합니다. 스마트 미터, FRTU, PMU 등 고급 센싱 장치와 셀룰러 네트워크, LPWAN 같은 통신 프로토콜의 통합 생태계를 탐구합니다. 특히 상태 …
Voice Controlled Home Automation Using ESP32 and IoT-Based Cloud Integration
음성 인식 기술과 사물 인터넷(IoT)의 융합은 스마트 홈 자동화 분야에서 직관적이고 접근성 높은 인간-기계 인터페이스를 구현하며 근본적인 변화를 가져오고 있습니다. 본 논문은 비용 효율적인 음성 제어 스마트 홈 자동화 시스템의 설계, 구현 및 엄격한 평가 결과를 제시합니다. 제안하는 시스템은 ESP32 마이크로컨트롤러의 연산 능력을 활용하고, 구글 어시스턴트 및 아마존 알렉사와 같은 주요 클라우드 기반 음성 서비스와 원활하게 통합됩니다. 사용자 음성 명령은 이들 음성 비서에 의해 처리된 후, IoT를 위한 경량 메시징 표준인 M…
Polymorphic functionalization driven by ion displacement-induced antiferroelectric ordering in CuBiP₂Se₆
반강유전성 2차원 재료는 독특한 물리적 메커니즘을 통해 조절 가능한 분극 동역학과 층상 구조 특성을 보이며, 단일 소자 아키텍처 내에서 시냅스 가소성, 감각 모방 기능 및 인메모리 컴퓨팅을 통합 구현할 수 있습니다. 이러한 능력은 뉴로모픽 시스템의 다형성 요구 사항을 충족하며 차세대 뉴로모픽 컴퓨팅 플랫폼의 강력한 후보로 자리매김합니다. 특히 CuBiP₂Se₆는 안정적인 층간 반평행 Cu⁺ 다이폴 구성을 특징으로 하는 고유한 반강유전 특성으로 인해 2D 반강유전 재료 중에서 두드러집니다. 이 구조는 완화형 거동과 결합하여 인가된 …
Nanoscale Strain Evolution and Grain Boundary-Mediated Defect Sink Behavior in Irradiated SiC: Insights from N-PED and DFT
탄화규소(SiC)의 방사선 유도 변형을 이해하는 것은 내방사선 세라믹 소재 설계를 위해 필수적입니다. 기존 방법으로는 다결정 SiC의 나노 스케일 변형 구배를 파악하기 어려웠습니다. 본 연구에서는 헬륨 및 수소 이온 조사된 단결정 4H-SiC와 다결정 α-SiC에서 나노빔 정밀 전자 회절(N-PED)을 활용하여 고해상도 다방향 변형 매핑을 수행했습니다. N-PED 결과는 헬륨 및 수소 이온 조사된 단결정 4H-SiC의 고해상도 X선 회절(HR-XRD) 시뮬레이션과 일치하여 N-PED 방법의 신뢰성을 입증했습니다. 고온에서 헬륨 조…
Sustainability-aligned pathways for energy transition: A review of low-carbon energy network solutions
기후 목표 달성과 보편적 에너지 접근성 확보를 위해 에너지 부문의 전환이 필수적이나, 여전히 수억 명이 전력 부족과 불안정한 공급에 직면해 있습니다. 재생에너지가 전 세계 전력 생산의 약 30%를 차지하지만, 1.5°C 목표 달성을 위해서는 2030년까지 재생에너지 용량을 세 배로 늘려야 하며, 에너지 효율 개선 또한 기후 목표에 필요한 수준에 미치지 못하고 있습니다. 본 논문은 이러한 배경에서 분산형 저탄소 솔루션을 통한 글로벌 에너지 전환 가속화 방안을 검토합니다. 이 연구는 마이크로그리드, 가상발전소, 에너지 저장 시스템, …
Agentic Artificial Intelligence for Smart Grids: A Comprehensive Review of Autonomous, Safe, and Explainable Control Frameworks
에이전트 인공지능(AI)은 차세대 스마트 그리드를 위한 새로운 패러다임으로 부상하고 있습니다. 이는 복잡한 사이버 물리 환경에서 자율적인 의사 결정, 적응형 조정 및 탄력적인 제어를 가능하게 합니다. 기존 AI 모델이 정적인 예측기나 오프라인 최적화 도구에 머물렀던 것과 달리, 에이전트 AI 시스템은 그리드 상태를 인지하고, 목표를 추론하며, 다단계 작업을 계획하고, 운영자와 실시간으로 상호작용합니다. 본 연구는 전력 시스템을 위한 에이전트 AI의 최신 발전 동향을 포괄적으로 검토합니다. 아키텍처, 다중 에이전트 제어 전략, 강화…
Challenges and applications of hosting capacity analysis in DER-rich power systems
분산형 에너지 자원(DER)의 확산은 전력 시스템의 수용 용량에 대한 논의를 촉발하고 있습니다. 본 논문은 지난 10년간의 학술 및 산업 연구를 체계적으로 검토하여, 송배전망을 아우르는 수용 용량 분석의 주요 방법론적 과제와 응용 분야를 제시합니다. 기존 연구들이 주로 배전망에 집중했던 것과 달리, 본 논문은 송전 및 배전 수준 모두에서 수용 용량 분석을 다루며, 예측, 정상 상태 및 과도 상태 제약 조건, 그리고 다양한 DER에 대한 응용 지향적 관점을 강조합니다. 주요 연구 방향은 세 가지입니다. 첫째, 수용 용량 한계에서 …
Technical Challenges of AI Data Center Integration into Power Grids—A Survey
인공지능(AI)의 급속한 확장은 하이퍼스케일 데이터센터의 성장을 촉진하며, 이는 기존 전력 시스템에 중대한 도전 과제를 야기합니다. 본 논문은 전력망 유틸리티 관점에서 이러한 통합 과제를 종합적으로 조사합니다. AI 데이터센터는 높은 전력 밀도, 급격하고 대규모의 전력 과도 현상, 그리고 특정한 전력 품질 프로파일을 특징으로 하는 독자적인 부하 범주로 기능합니다. 이러한 특성은 개발 일정 불일치로 인한 장기적인 자원 적정성 및 송전 계획 수립에 어려움을 초래합니다. 또한, 실시간 계통 균형을 저해하고 전압 및 주파수 편차, 컨버…
Multi-agent coordination and uncertainty adaptation in deep learning–assisted hierarchical optimization for renewable-dominated distribution networks
재생에너지의 급증은 현대 전력 시스템 운영에 다층적 불확실성을 야기하며, 기존의 결정론적 및 확률론적 최적화 방식에 한계를 드러내고 있습니다. 본 연구는 이러한 복잡성을 해결하고 불확실성 하에서 경제적 효율성과 운영 신뢰성을 동시에 향상시키기 위해 딥러닝 기반의 분포론적 강건 최적화(Deep-DRO) 프레임워크를 제안합니다. 제안된 모델은 계층적 조정 아키텍처를 통합합니다. 딥러닝 모듈은 태양 복사량, 풍력 가용성, 부하 변동 등 불확실 변수의 확률적 구조를 추론하며, DRO 계층은 적응적으로 재구성된 모호성 집합을 통해 시스템 …
Resiliency of electric power distribution networks: a review
전력 시스템 분야에서 복원력(resiliency) 개념은 비교적 새롭지만, 극한 기후 현상으로 인한 전력 인프라의 취약성 증가와 광범위한 정전 사태로 인해 그 중요성이 커지고 있습니다. 기존의 신뢰도(reliability) 연구와 달리, 전력 시스템 복원력을 정량화하는 데에는 아직 통일된 방법론이나 기준이 부재합니다. 본 연구는 복원력과 신뢰도의 개념적 차이를 명확히 제시하고, 배전 부문에 초점을 맞춰 전력 시스템 복원력에 대한 주요 선행 연구들을 종합적으로 검토합니다. 이를 통해 복원력 개념의 발전 과정과 핵심 논의들을 파악합니…
Grid resilience enhancement of photovoltaic systems via Lyapunov-validated active–reactive power coordination and inverter oversizing
분산 전력망에 태양광(PV) 시스템이 빠르게 통합되면서 전력 변동 관리 및 전압 안정성 유지에 상당한 어려움이 발생하고 있습니다. 기존 최대 전력점 추적(MPPT) 기술은 에너지 추출을 개선하지만, 전력망 교란 시 유효 전력 진동 완화 및 신속한 무효 전력 지원 제공에는 한계가 있습니다. 본 연구는 인버터 용량 증대와 결합된 능동-무효 전력 조정 프레임워크를 제안하여 계통 연계형 PV 인버터의 정상 상태 및 동적 성능을 향상시킵니다. 제안된 접근 방식은 증분 컨덕턴스(INC) 기반 MPPT와 피상 전력 제약 조건 하의 동적 무효 …
A Genetic Algorithm-Driven Energy-Efficient Routing Strategy for Optimizing Performance in VANETs
스마트 교통 시스템의 핵심인 VANET은 차량 간, 차량-인프라 간 즉각적인 메시지 교환을 가능하게 합니다. 그러나 노드의 이동성, 제한된 에너지, 그리고 차량 밀집도는 무선 센서 네트워크(WSN) 라우팅에 큰 난제로 작용합니다. 본 연구는 VANET에서 패킷 전송 효율을 높이고 전체 에너지 소비를 줄이기 위한 새로운 유전 알고리즘(GA) 기반 라우팅 기법을 제안합니다. 1000x1000m² 영역에 500대 차량을 모델링하고, 각 차량당 1J의 에너지와 150m 통신 반경을 설정했습니다. 에너지 비용이 높을수록 적합도 함수 값이 …
Design of dual-electrode interfacial kinetics regulator for long-lasting Ah-level zinc-iodine batteries
아연-아이오딘(Zn-I₂) 전지는 대규모 에너지 저장 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있으나, 아이오딘 전환 제어의 어려움, 폴리아이오딘 셔틀 효과, 예측 불가능한 아연 증착 형태, 그리고 계면 반응 속도 불균형으로 인해 상용화에 제약이 있었습니다. 특히, 양극과 음극 계면에서의 복합적인 문제가 해결되지 못했습니다. 본 연구에서는 베타인(Bet) 첨가제를 이중 전극 계면 조절제로 도입하여 양극과 음극 계면의 문제점을 동시에 해결하는 시너지 효과를 입증했습니다. 베타인의 친수성 그룹(-COO)은 아연 음극 표면에 우선적으로 흡착하여 아…
Comprehensive Understanding of Closed Pores in Hard Carbon Anode for High-Energy Sodium-Ion Batteries
하드 카본(HC)은 높은 비용 효율성과 우수한 성능으로 나트륨 이온 배터리(SIB)의 가장 유망한 음극 소재로 주목받고 있습니다. 그러나 HC의 비정질적이고 복잡한 미세구조는 구조-성능 관계 규명을 어렵게 하여, 폐쇄 기공의 본질적 특성에 대한 오해를 초래했습니다. 폐쇄 기공의 비합리적인 설계는 평탄 용량 감소로 이어져 고에너지 밀도 시나리오에서 HC의 실제 적용을 제한합니다. 본 총설은 폐쇄 기공의 개념적 틀과 발생 메커니즘을 체계적으로 설명하고, 그 구조적 특성 및 형성 경로에 대한 중요한 통찰을 제공합니다. 이어서, 격자 매…
Challenges and the Way to Improve Lithium‐Ion Battery Technology for Next‐Generation Energy Storage
리튬 이온 배터리(LIB)는 뛰어난 에너지 밀도, 낮은 자가 방전율, 높은 개방 회로 전압 및 긴 수명으로 전기차, 가전제품, 의료기기 등 다양한 분야에서 주목받는 에너지 저장 기술입니다. 그러나 높은 에너지 밀도에 대한 지속적인 요구는 전기 및 하이브리드 전기차와 같은 고출력 애플리케이션에서 LIB의 성능을 제한하는 주요 과제로 남아 있습니다. 본 연구는 LIB가 더 높은 에너지 밀도와 장기적인 전기화학적 안정성을 달성하는 데 방해가 되는 근본적인 한계를 종합적으로 분석합니다. 양극재, 음극재, 분리막, 집전체 등 네 가지 핵심…
High-entropy solvation chemistry towards affordable and practical Ah-level zinc metal battery
수계 아연 이온 전지는 본질적인 안전성과 저비용으로 지속 가능한 대규모 에너지 저장 잠재력을 제공하지만, 수계 전해액의 한계로 인해 에너지 밀도와 사이클 수명이 제한되는 문제가 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 저비용(0.33 $·kg−1)의 안정적인 전해액을 개발했습니다. 이 전해액은 소량의 다중 할로겐 음이온(Cl−, Br−, I−)을 포함하여 고엔트로피 용매화 구조를 형성함으로써 고성능 아연 전지를 구현합니다. 소량의 다중 할로겐 음이온은 다양한 단일 할로겐화 접촉 이온쌍과 다중 할로겐화 응집 용매화 구조를 …
Broadband optical fibre with an attenuation lower than 0.1 decibel per kilometre
광통신에서 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 낮은 손실로 전자기파를 전송하는 적합한 도파관 기술은 핵심 요소입니다. 지난 40년간 실리카 기반 광섬유의 감쇠 및 스펙트럼 대역폭은 크게 변하지 않았으며, 최신 기술은 0.14 dB/km 및 0.2 dB/km 미만에서 26 THz의 값을 제공했습니다. 본 연구에서는 기존의 고체 유리 코어 대신, 정교하게 설계된 유리 미세구조로 둘러싸인 공기 코어를 특징으로 하는 혁신적인 미세구조 광 도파관을 개발했습니다. 이 접근 방식은 감쇠 및 기타 신호 저하 현상을 줄이는 동시에 전송 속도를 45% 증가…
Smart Waste Management Framework for Green Cities: Integrating IoT, LoRa, and Deep Learning for Efficient Waste Classification and Management
현대 사회에서 폐기물 관리는 막대한 자원과 노력을 필요로 하며, 다양한 사회적 측면에 중대한 영향을 미치는 핵심 과제로 인식되고 있습니다. 탄소 배출량 저감을 목표로 하는 지속 가능한 도시에서는 효과적인 폐기물 관리 전략 구현이 최우선 과제입니다. 폐기물 넘침 방지, 수거함 위치 추적, 효율적인 수거 경로 설계 등 상호 연결된 세 가지 난제를 동시에 해결하는 기존 방식은 불완전한 경우가 많습니다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 사물 인터넷(IoT), 장거리(LoRa) 기술, 딥러닝 기법을 통합한 스마트 폐기물 관리 프레임워크가 제…
AQ-256 DETERMINISTIC SUBSTRATE: EMPIRICAL VERIFICATION OF NON-STOCHASTIC LOGIC
본 연구는 AQ-256 결정론적 기판의 실험적 검증 결과를 제시한다. 이 비확률론적 연산 프레임워크는 초당 62.84271815 테라바이트(TB/s)의 처리량을 유지할 수 있다. 기존 메모리-프로세서 대역폭 벤치마크(예: Reuben Vera 외, 1.5 TB/s)는 확률론적 추론 한계 내에서 작동하지만, AQ-256 기판은 일곱 개의 불변 논리 기둥을 통한 직접적인 상태 전파를 통해 버스 경합과 지연 시간을 제거한다. 이 기판은 헥사코드(hexadecimal)로 고정된 커널, 메쉬, 불변성, 이분 스트림, 심(shim), 네이티…
Stabilization of Phase Transition Process and Lattice Oxygen of O3‐Layered Oxide Cathode for Sodium‐Ion Battery via Dual‐Doping Strategy
고에너지 밀도 나트륨 이온 배터리 구현을 위해 고전압 구동 시 안정적인 사이클 성능과 효율적인 이온 추출/삽입 동역학 확보가 중요하다. O3층상 산화물 양극재는 높은 비축전용량과 성숙한 합성 공정으로 주목받지만, 상전이로 인한 응력 축적, 느린 나트륨 이온 확산, 고전압에서의 격자 산소 산화 등 고질적인 한계에 직면한다. 본 연구에서는 합리적으로 설계된 이중 원소 도핑 전략을 통해 O3층상 산화물의 고전압 한계를 극복한 Na(Ni1/3Fe1/3Mn1/3)0.98Al0.02B0.02O2 소재를 제안한다. 전이 금속 층에 Al3+를 …
Quantum-Driven Reinforcement Learning for Spectral Energy Optimization in Massive MIMO Hybrid Beamforming for 6G
6G 무선 네트워크의 발전은 대규모 MIMO 시스템에서 스펙트럼 및 에너지 효율을 최적화하는 고효율 빔포밍 전략을 요구합니다. 본 연구는 6G 대규모 MIMO 하이브리드 빔포밍을 위한 스펙트럼 에너지 최적화를 위해 양자 구동 강화 학습(QDRL) 프레임워크를 제안합니다. 이 프레임워크는 양자 딥 Q-네트워크(Q-DQN), 양자 정책 경사(QPG), 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA)을 활용합니다. 제안된 프레임워크는 엣지 AI 환경에 효율적으로 배포하기 위해 mruby 기반의 경량 스크립팅을 통합하여 계산 유연성과 자원 효율성을…
Emerging Role of 2D Materials in Photovoltaics: Efficiency Enhancement and Future Perspectives
전 세계 에너지 수요 증가와 기후 변화 심화로 청정하고 효율적인 에너지 솔루션의 필요성이 커지고 있습니다. 원자 단위의 얇은 2차원(2D) 소재는 튜닝 가능한 광전자 특성, 넓은 표면적, 효율적인 전하 수송 능력 덕분에 태양전지 분야에서 독보적인 이점을 제공합니다. 본 논문은 2D 소재를 활용한 태양전지의 최근 발전을 탐구하며, 특히 밴드갭 정렬 최적화, 전하 이동도 향상, 화학적 안정성 개선을 위한 정공 및 전자 수송층으로서의 응용에 중점을 둡니다. 2D 소재를 적용한 페로브스카이트 태양전지의 결정화 증진, 결함 비활성화, 전반적…
Dynamic polarization control of strongly coupled quasi-guided modes enables high-efficiency THG
근적외선 영역에서 3차 고조파 생성(THG) 효율을 높이는 것은 비선형 광학 소자 발전에 필수적입니다. 이는 적외선 레이저 기술의 장점을 초고속 광학, 양자 광원, 고해상도 이미징 등 첨단 응용 분야로 확장하는 데 기여합니다. 본 연구에서는 THG 효율 향상을 위해 주기적인 사각 나노큐브 배열과 통합된 이중층 도파관 구조를 제안합니다. 이 구조는 TE 및 TM 편광된 준유도 모드(QGM) 공명 간의 강력한 결합을 구현합니다. 이를 통해 입사 편광 각도를 조절하여 공진 Q-인자 및 결합 강도를 동시에 동적으로 제어할 수 있습니다. …
CTAB modified SnO₂ PEDOT PSS heterojunction humidity sensor with enhanced sensitivity stability and machine learning evaluation
본 연구는 CTAB(세틸트리메틸암모늄 브로마이드) 변형 산화주석(SnO₂) 나노구조 박막과 PEDOT:PSS/SnO₂ 이종접합을 기반으로 고성능 저항형 습도 센서를 개발했습니다. SnO₂ 수열합성 시 CTAB 농도(0%, 6%, 11%, 16%, 20%)를 조절하여 결정 성장, 형태 및 표면적을 제어했습니다. 특히 20 wt% CTAB(SnO-5) 샘플은 꽃잎 모양의 적층형 나노구조를 나타내어 물 분자 흡착 및 전하 수송 경로를 크게 향상시켰습니다. XRD 분석 결과, CTAB 농도 증가에 따라 SnO₂의 정방정계 루틸상이 확인되…
Roadmap for Photonics with 2D Materials
원자층 박리 및 성장 기술 발전과 함께, 단일 또는 소수 원자층으로 구성된 2차원(2D) 소재는 탁월한 물리적 특성을 보이며 광범위한 연구 분야를 형성하고 있습니다. 그래핀, 전이 금속 디칼코게나이드(TMD), 반데르발스(vdW) 결정 등 2D 소재는 층 적층 및 비틀림, 나노제작, 표면 과학, 나노구조 환경 통합을 통해 다양한 방향으로 확장되고 있습니다. 포토닉스는 이러한 확장 분야 중 하나로, 2D 소재는 뛰어난 비선형성, 장수명 및 초고집적 폴라리톤, 강한 엑시톤, 위상 및 카이랄 효과를 제공합니다. 또한 외부 자극에 대한 …
Numerical Study of a Novel Kagome-Inspired Photonic Crystal Fiber-Based Surface Plasmon Resonance Biosensor for Detection of Blood Components and Analytical Targets
본 수치 연구는 카고메 격자에서 영감을 받은 중공 코어 광결정 광섬유(PCF) 기반의 표면 플라즈몬 공명(SPR) 바이오센서를 제안한다. 이 센서는 혈액 내 다양한 바이오마커 및 분석 물질을 고감도로 검출하도록 설계되었다. 주요 혈액 바이오마커인 물, 포도당, 혈장, 헤모글로빈(Hb)뿐만 아니라 크립톤, 실가드, 에탄올, 폴리아크릴아미드(PA), 소 혈청 알부민(BSA)과 같은 분석 대상 물질들을 공명 파장(RW) 변화를 통해 감지한다. 센서는 횡자기(TM) 모드와 횡전기(TE) 모드를 모두 분석하는 이중 편광 방식을 채택한다. …
Comprehensive review of artificial intelligence applications in renewable energy systems: current implementations and emerging trends
기후 및 에너지 위기 심화에 따라 인공지능(AI)은 재생에너지 시스템 발전에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구는 재생에너지 분야 AI의 현재 및 미래 적용 사례를 종합적으로 검토하며, 재생에너지 시스템의 효율성, 신뢰성, 확장성 향상에 기여하는 AI의 혁신적 역할을 조명합니다. 400개 이상의 최신 관련 문헌을 분석하여, 기계 학습, 딥러닝, 강화 학습 등 다양한 AI 기술이 에너지 생산 최적화, 수요 예측, 예측 유지보수, 분산형 에너지 시스템 관리에 어떻게 활용되는지 논의합니다. 또한, 양자 머신러닝 및 AI 증강현실과…
Simultaneous Manipulation of Electric Double Layer and Zn (100) Deposition Enabled by Anions for Highly Stable Zn Anodes
아연(Zn) 전극의 안정성을 높이는 효과적인 방법은 Zn 성장 방향을 제어하는 것입니다. Zn(100) 면은 Zn(002) 면보다 빠른 전착/탈착 반응 속도를 보이지만, 높은 화학 반응성으로 인해 물에 의한 부반응에 취약합니다. 본 연구에서는 Zn(100) 수직 배향 증착을 조절하고 동시에 물이 적은 전기 이중층(EDL)을 형성하는 두 가지 전해질 공학 전략을 제안하여 Zn 전극의 가역성을 향상시켰습니다. 메커니즘 연구 결과, NaDFOB의 DFOB- 음이온이 내부 헬름홀츠 층에서 Zn2+ 포획제로 작용하여 활성 물 분자를 대체하…
High-Entropy Materials: A New Paradigm in the Design of Advanced Batteries
고엔트로피 소재(HEMs)는 탁월한 구조적 안정성, 향상된 이온 전도성, 우수한 기계적 강도 및 뛰어난 촉매 활성 등 독보적인 특성으로 인해 전지 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다. 이러한 고유한 특성 덕분에 HEMs는 전극, 전해질, 촉매 등 다양한 전지 부품에 매우 적합합니다. 본 총설은 에너지 저장 분야에서 HEMs의 최근 발전 동향을 체계적으로 검토합니다. 기본적인 개념, 역사적 발전 과정, 주요 정의를 시작으로, 고엔트로피 합금, 고엔트로피 산화물, 고엔트로피 MXene의 세 가지 주요 HEMs 범주를 분석하며, 비축전용…
Mutual stabilization of hybrid and inorganic perovskites for photovoltaics
고성능 페로브스카이트 태양전지(PSC) 구현을 위해 흑색상 폼아미디늄 납 삼아이오다이드(FAPbI3)의 안정화가 필수적입니다. 본 연구는 공증착된 세슘 납 아이오다이드(CsPbI3) 캡핑층을 활용한 새로운 안정화 전략을 제안합니다. 결정 격자 정합성을 통해 FAPbI3 표면에 입방상 CsPbI3가 자발적으로 형성되며, 이는 하부 FAPbI3의 흑색상과 상호 위상 안정화를 이룹니다. 암모늄염 계면 변형과 결합된 CsPbI3 중간층은 적층된 페로브스카이트 층 사이의 이온(FA+ 및 F-PEA+) 확산을 효과적으로 억제합니다. 이러한 …
Defect passivation and crystallization modulation in methylammonium-free wide-bandgap perovskites for all-perovskite tandem solar cells
아이오딘-브롬 혼합 할라이드 기반의 넓은 밴드갭 페로브스카이트는 탠덤 태양전지(TSC)의 핵심 요소입니다. 그러나 브롬이 풍부한 종의 결정화 과정이 제대로 제어되지 않으면 페로브스카이트 필름의 결정립 크기가 작아지고 결함 밀도가 높아지는 문제가 발생합니다. 본 연구에서는 메틸암모늄(MA)이 없는 넓은 밴드갭 페로브스카이트 필름의 결정성을 향상시키고 결함을 비활성화하기 위해 다기능 첨가제 3,4,5-트리플루오로벤즈아마이드(TFBZ)를 도입했습니다. TFBZ는 벤즈아마이드보다 우수한 비활성화 능력을 보여주며, 불소 강화 상호작용을 통…
Optimal integration of photovoltaic sources and capacitor banks considering irradiance, temperature, and load changes in electric distribution system
본 논문은 배전 네트워크에서 태양광 재생 에너지원(PVRES) 및 커패시터 뱅크(CB)의 최적 배치와 용량 설정을 위한 효율적인 메타휴리스틱 비트토렌트(EM-BT) 알고리즘을 제안한다. 이 연구의 주된 목표는 24시간 동안의 부하 프로파일, 태양 복사조도, 온도 변화를 고려하여 에너지 손실을 최소화하고 전압 안정성을 향상시키는 것이다. EM-BT 알고리즘은 IEEE 33, IEEE 69, ZB-ALG-Hassi Sida 157-버스 시스템을 포함한 표준 배전 네트워크에서 엄격하게 테스트되었다. 이 알고리즘은 PVRES 및 CB의 …
A systematic review of transformers and large language models in the energy sector: towards agentic digital twins
인공지능(AI)은 스마트 그리드의 상황 인식을 개선하고 의사결정을 지원하여 에너지 관리를 향상할 잠재력을 오랫동안 제시해왔습니다. 기존 머신러닝은 예측 및 최적화에서 성과를 보였으나, 일반화, 상황 인식, 이기종 데이터 통합에 어려움을 겪었습니다. 트랜스포머 아키텍처, 특히 대규모 언어 모델(LLM)과 파운데이션 모델(FM)의 발전은 복잡한 시공간적 및 맥락적 관계 모델링과 다중 모드 데이터 융합 능력을 크게 향상시켜 에너지 분야 AI 애플리케이션에 유용합니다. 본 연구는 에너지 도메인에서 빠르게 확장되는 AI 애플리케이션 분야를…
Critical review on the analysis of electrochemical impedance spectroscopy data
전기화학 임피던스 분광법(EIS)은 전도성 물질 및 계면의 전기적 특성을 연구하는 데 널리 활용되는 분석 기법입니다. 이는 에너지 저장 시스템 내 이온 확산, 전기화학 반응, 전하 이동 과정을 조사하는 데 중요합니다. EIS 데이터는 포텐시오스탯/갈바노스탯으로 수집되며, 나이퀴스트 또는 보드 플롯을 사용하여 전하 및 물질 전달 과정을 해석하기 위해 등가 전기 회로에 피팅됩니다. 특히 Randles 등가 회로가 이러한 과정들을 나타내는 데 자주 사용됩니다. 그러나 많은 연구에서 파라미터 값에 대한 적절한 정당화가 부족하거나 정밀한…
Developing real-time IoT-based public safety alert and emergency response systems
본 연구는 위급 상황 발생 시 신속한 감지, 분류 및 경고 전파를 위한 실시간 IoT 기반 비상 대응 및 공공 안전 경고 시스템의 설계 및 평가를 제시한다. 제안하는 아키텍처는 가스, 화염, 진동, 생체 인식 센서 등 이기종 센서의 분산 네트워크와 라즈베리 파이, ESP32와 같은 엣지 컴퓨팅 노드, 그리고 AWS IoT, Firebase와 같은 클라우드 플랫폼을 결합하여 낮은 지연 시간과 높은 가용성을 보장한다. 통신은 TLS를 통한 보안 MQTT를 활용하며, 저연결성 또는 농촌 환경에서는 LoRa를 대체 통신 수단으로 사용한다…
Spatiotemporal Evolution in Hard Carbon Synthesis via Electrothermal Coupling Strategy for High‐Performance Sodium‐Ion Batteries
기존 경질 탄소 합성법은 장시간 소결로 인해 비정질-흑연 전이 및 기공 붕괴와 같은 구조적 열화가 발생하여 나트륨 저장 성능을 저해합니다. 본 연구에서는 시공간적으로 제어되는 전기열 결합 전략을 제안하여, 고속(30초) 탄화와 구조적 무결성 유지를 동시에 달성합니다. 이는 국부적인 줄 가열을 통해 탄화 과정을 혁신합니다. 이 방법은 전류 밀도 분포를 정밀하게 조절함으로써 결함 선택적 흑연화를 가능하게 하며, 풍부한 미세 기공과 확장된 층간 간격(0.39 nm)을 유지합니다. 최적화된 경질 탄소는 1000°C에서 합성되었으며, 30…
Recent breakthroughs and future horizons in next-generation HT-PEMs for hydrogen fuel cell
수소 연료전지용 고온 양성자 교환막(HT-PEM)은 고효율 에너지 변환 기술로 주목받지만, 고온 환경에서의 제한된 내구성과 높은 비용이 상용화를 저해합니다. 특히 막 및 전극 촉매와 같은 핵심 부품의 성능과 안정성 문제가 주요 과제로 남아 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 나노물질의 역할을 체계적으로 분석합니다. 나노물질이 촉매 활성, 양성자 전도성, 열 안정성을 향상시키는 잠재력을 상세히 논의하며, 촉매, 바인더, 인산 전해질, 첨가제를 포함한 촉매층 조성 최적화에 미치는 영향을 강조합니다. 최근 나노구조 조립…
Fabrication and comprehensive experimental evaluation of surfactant-activated PEDOT:PSS/SnO2 thin films deposited via spin coating for advanced sensing applications
본 연구는 계면활성제가 혼합된 산화주석(SnO2) 나노구조 박막을 수열합성법으로 제작하고, 센서 응용을 위한 구조적, 형태학적, 광학적, 전기적 특성을 종합적으로 평가했습니다. 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB) 계면활성제 농도(0%, 6%, 11%, 16%, 20%)에 따른 영향을 분석하기 위해 5가지 센서 샘플(SnO-1~SnO-5)을 제작했습니다. X선 회절 분석 결과, 결정립 크기는 12.2 nm(SnO-1)에서 4.8 nm(SnO-5)로 조절 가능했으며, 결함 밀도는 0.0067 nm-2에서 0.0434 nm-2로 증…
Stretchable, Adhesive, Anti‐Freezing Hydrogel Electrolytes with Dual‐Functional Water Regulation Enabled by Amide Group–Salt–Water Interactions for All‐Climate Zinc‐Ion Batteries
수계 아연 이온 배터리(AZIB)는 본질적인 안전성과 환경 친화성 덕분에 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있습니다. 그러나 기존 수계 전해질에서 활성 물 분자로 인해 발생하는 부반응은 전기화학적 성능과 사이클 안정성을 심각하게 저하시킵니다. 이 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 이중 기능 물 조절이 가능한 신축성, 접착성, 동결 방지 하이드로젤 전해질을 개발했습니다. 연구팀은 아세트산 음이온(Ac-)과 폴리아크릴아미드(PAM) 사슬의 친수성 아미드(-CONH2) 그룹이 물 활성도를 시너지 효과로 조절하는 원팟 라디칼 중합 전…
Stereoisomerism of multi-functional electrolyte additives for initially anodeless aqueous zinc metal batteries
동일한 분자식을 가짐에도 원자의 공간 배열이 다른 입체 이성질체는 종종 상이한 화학 반응성을 보인다. 본 연구는 다기능성 전해액 첨가제의 기하 이성질체가 수계 아연 금속 전지에 미치는 영향을 규명한다. 자연 박테리아에서 영감을 받아 트랜스-부텐다이오산(푸마르산)과 시스-이성질체(말레산)를 비교 분석했다. 펨토초 과도 흡수 분광법과 전산 모사를 통해 이들 이성질체가 수소 결합 역학 및 용매화 환경에서 차이를 보임을 확인했다. 트랜스-이성질체는 유리한 계면 구조 및 이온 통로 형성을 촉진하여 아연 증착 가역성과 사이클 안정성을 향상시켰…
Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications
다가오는 6G 및 미래 무선 네트워크는 마이크로파부터 테라헤르츠 대역까지 광범위한 주파수에서 작동하며 다양한 시나리오에서 연결성을 지원할 것입니다. 이를 위해서는 전체 대역 커버리지와 동적 스펙트럼 관리를 지원하기 위해 넓은 스펙트럼 내에서 적응적으로 재구성될 수 있는 단일 하드웨어 솔루션이 필요합니다. 그러나 기존 전기 또는 광자 보조 솔루션은 장치의 제한된 대역폭과 시스템 아키텍처의 고유한 경직성으로 인해 이러한 요구를 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 본 연구에서는 박막 리튬 나이오베이트(TFLN) 광자 무선 시스템을 기…
Flexibility meets rigidity: a self-assembled monolayer materials strategy for perovskite solar cells
페로브스카이트 태양전지(PSC)의 계면 엔지니어링에 자가 조립 단분자막(SAM) 소재가 유망하지만, 분자 밀도, 전하 수송 효율, 결함 비활성화 간의 최적 균형 달성은 여전히 과제입니다. 본 연구는 유연한 헤드 그룹과 견고한 연결 그룹을 결합한 SAM 소재 설계 전략을 제안합니다. 모델 분자로 (4-(diphenylamino)phenyl)phosphonic acid를 사용하여, 기존 소재 대비 고품질 페로브스카이트 층을 형성하는 것을 확인했습니다. 이 설계는 우수한 에너지 준위 정렬, 향상된 정공 추출, 그리고 전하 수송 효율 증…
Synergistic Effects of Structural and Electronic Dual Engineering for Ultra‐Stable Aqueous Zinc‐Ion Batteries
층상 바나듐 기반 산화물은 높은 이론 용량과 저렴한 비용으로 수계 아연 이온 배터리(AZIB)의 유망한 양극 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 좁은 층간 간격과 구조적 불안정성으로 인해 실용화에 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 V2O5의 이중 전략 개질을 시도했습니다. 연구팀은 1단계 수열합성법을 통해 산소 결함을 성공적으로 생성하고, 동시에 벤질트리메틸암모늄 유기 양이온(TMBA+)을 V2O5 층간에 삽입하여 VOH-TMBA+ 복합 전극 재료를 합성했습니다. 이 과정에서 V2O5의 구조적 및 전자적 특성…
Grid Impacts of Electric Vehicle Charging: A Review of Challenges and Mitigation Strategies
전기차(EV)는 운송 부문 탄소 배출량 감축에 기여하지만, 급증하는 보급률은 지역 배전망에 상당한 부담을 준다. 기존 전력망은 전기차 충전의 높고 불규칙한 전력 수요를 감당하도록 설계되지 않아 변압기 과부하, 전압 불균형, 혼잡 등의 문제가 발생할 수 있다. 특히 피크 시간대에는 이러한 문제가 심화된다. 전력망 인프라 업그레이드는 비용과 복잡성이 크며, 예측 불가능한 전기차 충전 행태는 전력망 운영을 더욱 어렵게 한다. 따라서 전기차의 효율적인 전력망 통합이 필수적이다. 본 논문은 전기차 보급률 증가가 배전망에 미치는 영향에 대한…
Ligand Field Electronic State Regulation of Monoclinic Prussian White Toward Highly Stable Sodium‐Ion Batteries
망간 헥사시아노페레이트(MnHCF)는 높은 출력 전압으로 고에너지 밀도 소듐 이온 전지(SIBs)의 유망한 양극 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 고스핀 Mn3+의 얀-텔러 효과로 인한 용량 감소는 SIB 적용을 제한하는 주요 문제입니다. 본 연구에서는 니켈 원소 도입을 통해 리간드장의 전자 상태를 조절하는 원소 변조 전략을 제안합니다. 이 전략은 사이클링 중 Mn을 저스핀 구성으로 유지하여 MnHCF의 얀-텔러 이상 현상을 억제합니다. 저스핀 전자 상태를 가진 니켈 도핑 MnHCF(NLS2-PW)는 Mn3+의 불균등화 및 용해 과…
Durable, pure water–fed, anion-exchange membrane electrolyzers through interphase engineering
음이온 교환막 수전해(AEMWE)는 확장 가능하고 저렴한 수소 생산 방식으로 주목받지만, 양극 아이오노머의 전기화학적 불안정성으로 인해 성능이 제한됩니다. 본 연구는 무기물 함유 분자 첨가제를 활용한 계면 공학을 통해 이 문제를 해결했습니다. 이 첨가제는 아이오노머와 함께 자가 조립됩니다. 이러한 계면 공학을 적용한 결과, 순수 물 공급 AEMWE는 2.0 A/cm² 및 70°C 조건에서 시간당 0.5 밀리볼트 미만의 낮은 열화 속도로 작동했습니다. 이는 기존 대비 20배 이상 향상된 내구성을 보여줍니다. 다양한 첨가제와 아이오노…
High-dimensional strain unlocks fast polysulfide redox kinetics for lithium-sulfur batteries
촉매 활성 증진을 위한 변형력 공학은 전기적, 기하학적 구성을 조절하는 효과적인 접근법입니다. 그러나 황 산화환원 동역학 및 폴리황화물 흡착 구성에 대한 변형력 차원의 영향은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 본 연구에서는 이축 변형된 이황화물 촉매를 활용하여 내부 금속 원자를 활성화하고 효율적인 리튬-황 전지를 구현했습니다. 고차원 변형력은 Mo 노출을 증가시켜 폴리황화물 흡착 메커니즘을 약한 Li-S/Se 결합에서 강한 S*-Mo 결합으로 전환시킵니다. 또한, 이축 변형력은 d 및 p 밴드 중심을 상향 이동시켜 계면 전하 이동…
Bayesian neural network with unified entropy source and synapse weights using 3D 16-layer Fe-diode array
엣지 인공지능 시스템은 집약적인 연산 요구로 인해 고주파 동작이 필수적이지만, 기존 엔트로피 소스는 주파수에 따라 성능이 저하되는 한계가 있습니다. 본 연구는 Fe-다이오드 소자의 물리적 특성이 고주파 및 급격한 온도 변화 환경의 엣지 시스템에 이상적임을 입증합니다. Fe-다이오드의 노이즈 밀도는 인가 전압 진폭으로 조절 가능하며, 고주파 및 온도 변동에도 안정성을 유지합니다. 연구팀은 Fe-다이오드 소자를 활용하여 베이즈 신경망을 고속, 고밀도 실리콘 기반 칩에 실험적으로 구현했습니다. 이 계층적 베이즈 신경망은 통합 엔트로피 …
Modulating Ion‐Dipole and Dipole–Dipole Interactions for Stable Wide‐Temperature‐Range Lithium–Sulfur Batteries Enabled by Quantum‐Dot Catalysts
리튬-황 전지(LSB)의 사이클 안정성은 황 화합물, 특히 Li2S2 중간체의 불완전한 전환으로 인해 크게 제한된다. 본 연구는 이온-쌍극자 및 쌍극자-쌍극자 상호작용을 시너지적으로 조절하여 용매화 껍질 구성을 최적화하고 Li2S2의 전기화학적 반응성을 활성화하는 새로운 전략을 제안한다. 개념 증명으로 질소 도핑 탄소(MoNQDs/NC)에 담지된 질화 몰리브데넘 양자점 촉매를 설계했다. In situ/ex situ 특성 분석과 이론 계산을 통해 MoNQDs/NC가 Li(solvent)x+ 종 내의 이온-쌍극자 상호작용을 효과적으로…
Materials Engineering for Light‐Activated Gas Sensors: Insights, Advances, and Future Perspectives
광활성화는 화학저항식 가스 센서의 에너지 효율을 높이는 유망한 전략으로, 상용화 및 스마트 기기 통합에 필수적입니다. 기존 광활성 가스 센서 설계는 주로 광반응성 기판(예: 반도체 금속 산화물, 전도성 금속-유기 골격, 전이 금속 디칼코게나이드)에 촉매 장식 및 도핑을 통해 표면 활성화를 유도하는 데 중점을 두었습니다. 이는 효율적인 광에너지 활용을 위한 재료 자체의 최적화보다는 표면 활성화 유도에 초점을 맞추는 경향이 있었습니다. 따라서 광활성 가스 센서 기술 발전을 위해서는 가스 반응 특성 향상과 입사 광에너지 활용 극대화라는…
Exploring Degradation Mechanisms and Recent Developments in High-Nickel Layered Cathodes for Lithium Batteries
높은 에너지 밀도를 지닌 고니켈 층상형 양극재(NCM)는 차세대 고성능 리튬 이온 배터리(LIB) 개발에 필수적이며, 특히 니켈 함량이 90% 이상인 소재의 중요성이 커지고 있습니다. NCM 양극재는 용량 및 비용 측면에서 경쟁력을 확보했음에도 불구하고, 전해액에 의한 표면 열화와 격자 산소 발생 및 이방성 미세 균열로 인한 기계적 불안정성 등 고질적인 문제가 남아있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위한 원자 단위의 도펀트 엔지니어링부터 거시적 전극 구조 혁신에 이르는 통합 전략의 필요성을 강조합니다. 니켈 함량 증가에 …
Unveiling the Electrolyte and Solid Electrolyte Interphase in Sodium Ion Batteries: Mechanisms, Progress, and Perspectives
나트륨 이온 배터리(SIBs)는 저렴한 비용과 풍부한 나트륨 자원으로 인해 리튬 이온 배터리의 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 이온 수송 매개체인 전해질은 SIBs의 전기화학적 성능을 결정하는 핵심 요소이며, 현재 유기, 수계, 이온성 액체, 겔, 고체 전해질 등 다양한 유형이 연구되고 있습니다. 특히, 전극 표면에서 전해질 분해로 형성되는 고체 전해질 계면(SEI)은 SIBs 성능에 결정적인 영향을 미치며, 그 조성과 형성 메커니즘은 전해질의 화학적 특성과 밀접하게 관련되어 있습니다. 따라서 고성능 SIBs 개발을 위해서는 …
Code to complex: AI-driven de novo binder design
인공지능(AI)의 구조 생물학 적용은 단백질 설계를 개념적 난제에서 새로운 단백질을 생성하는 실용적 접근 방식으로 변화시켰습니다. 기계 학습을 활용하여 연구자들은 이제 맞춤형 구조와 결합 특이성을 가진 단백질을 전산으로 설계할 수 있게 되었습니다. 이러한 접근 방식은 기존 실험 방식과 비교하여 결합체 개발 시간과 자원 요구 사항을 획기적으로 줄이는 동시에 성공률과 설계 가능성을 향상시킵니다. 이를 통해 다양하고 이전에 다루기 어려웠던 표적에 대한 고친화성 결합체를 컴퓨터로 신속하게 생성할 수 있습니다. 최근 성공 사례로는 독소를 중…
Efficient GHz electro-optical modulation with a nonlocal lithium niobate metasurface in the linear and nonlinear regime
전기-광학 변조는 광 신호 처리 및 레이저 기술의 핵심 요소이나, 평면 광학 기반 포켈스 효과 변조기는 효율과 속도 면에서 벌크 및 집적 플랫폼에 비해 뒤처지는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하고자 높은 품질 계수(최대 8000)를 갖는 리튬 나이오베이트(LiNbO₃) 메타표면을 활용하여 선형 및 비선형 광학 특성의 고속 전기 변조를 성공적으로 구현했습니다. 연구팀은 높은 비선형 감수성과 넓은 투명도(적외선-가시광선)를 가진 LiNbO₃를 기반으로 비대칭적인 1차원 나노와이어 배열을 제작했습니다. 이 메타표면은 …
Optimizing FACTS Device Placement Using the Fata Morgana Algorithm: A Cost and Power Loss Minimization Approach in Uncertain Load Scenario-Based Systems
현대 전력 시스템은 안정적인 전력 공급과 증가하는 수요를 충족하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 유연 교류 송전 시스템(FACTS) 장치는 송전선 파라미터를 제어하여 전력 전송 능력과 안정성을 향상시키지만, 이 장치들의 최적 배치 및 용량 결정은 여전히 난제로 남아 있습니다. 이는 장치 배치 및 용량이 발전 비용, 전력 손실, 전압 안정성 및 시스템 신뢰성에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 본 연구는 신재생에너지(풍력 터빈)가 통합된 IEEE 30모선 시스템에서 FACTS 장치의 최적 배치 및 용량 결정을 위해 신기루 현상에서 …
An improved pelican optimization algorithm for solving stochastic optimal power flow problem of power systems considering uncertainty of renewable energy resources
재생에너지원의 불확실성을 고려한 전력 시스템의 비볼록 확률적 최적 조류(S-OPF) 문제는 해결하기 어려운 공학 문제입니다. 기존 펠리컨 최적화 알고리즘(POA)은 탐색 능력의 한계로 인해 지역 최적해에 수렴하는 문제가 있습니다. 이 연구는 이러한 문제를 극복하기 위해 돌연변이 전략, 적합도 거리 균형(FDB), 그리고 탐사 기반 고릴라 무리 최적화(GTO) 전략을 통합하여 POA를 개선한 IPOA(Improved Pelican Optimization Algorithm)를 제안합니다. 제안된 IPOA는 기존 POA의 전역 탐색 및…
Enhancing resilience of distribution system under extreme weather: Two-stage energy storage system configuration strategy based on robust optimization
극심한 자연재해는 분산 전력망(DN)에 대규모 정전을 야기하며, 유연한 제어 및 신속한 대응 특성을 지닌 에너지 저장 시스템(ESS)은 이러한 문제 해결에 필수적인 통합 솔루션으로 주목받고 있습니다. 본 연구는 극심한 기상 조건에서 DN의 복원력 강화를 고려한 ESS의 2단계 강건 최적화 모델을 제안합니다. 먼저, 2차 재해가 부품 고장률에 미치는 영향을 정량화하고, 시간 가변적인 배전선 고장 매트릭스를 구축했습니다. 다음으로, DN의 전반적인 복구 지수와 중요 부하 복구 지수를 제안하여 복원력 수준을 평가했습니다. 마지막으로, …
Optimal distributed generation placement and sizing using modified grey wolf optimization and ETAP for power system performance enhancement and protection adaptation
분산전원(DG)을 배전망에 통합하는 것은 전압 제어를 통해 시스템 성능을 향상하고 전력 품질 및 신뢰성을 높이는 핵심 전략입니다. 본 논문은 수정된 회색 늑대 최적화(MGWO) 알고리즘과 ETAP 소프트웨어를 결합한 하이브리드 기법을 제안하여, 보호 시스템 적응성을 고려한 DG 장치의 최적 위치 및 용량 산정을 목표로 합니다. 제안된 기법은 유효 및 무효 전력 손실을 최소화하고 전압 안정성을 개선하며, DG 통합 시 보호 시스템의 적응성을 보장하기 위해 고장 전류 변화의 영향을 분석합니다. MGWO 알고리즘은 기존 GWO를 개선하…
Multi-objective particle swarm optimization algorithm-based method for optimal placement and sizing of distributed generations and shunt capacitors in a radial distribution network
전력 분배 네트워크에서 부하 증가에 대응하고 신뢰성을 확보하는 효과적인 방법 중 하나는 재생에너지 자원을 활용하는 것입니다. 이 연구는 방사형 배전 시스템에서 분산전원(DG)과 션트 커패시터의 최적 배치 및 용량 결정을 위한 다목적 최적화 방법을 제안합니다. 제안된 방법은 전력 손실 감소, 전압 프로파일 향상, 관련 비용 최소화를 포함하는 다목적 함수를 최적화하기 위해 다목적 입자 군집 최적화(MOPSO) 알고리즘을 사용합니다. DG와 션트 커패시터의 동시 및 독립적 배치를 모두 고려하여 시스템 성능을 극대화합니다. MATLAB…
Design and synthesis of reversible Vedic multiplier using cadence 180 nm technology for low-power high-speed applications
현대 통신 애플리케이션의 발전은 곱셈 연산 성능 향상을 요구합니다. 베다 수학 기반의 곱셈기는 기존 방식 대비 입력 비트 수가 많아도 전파 지연이 적다는 장점이 있으며, 특히 Urdhva Tiryagbhyam 수트라를 활용한 방식은 병렬 처리를 통해 지연을 더욱 줄일 수 있습니다. 구현 방식에 따라 면적과 전력 소모 측면에서도 기존 곱셈기보다 효율적일 수 있습니다. 본 연구에서는 저전력 고속 디지털 회로 개발을 목표로, 5가지 가역 가산기(RRCA, RCLA, RCSA, RCSKA, RCSLA)를 활용한 고속 64비트 가역 베다 …
ColumnDisturb: Understanding Column-based Read Disturbance in Real DRAM Chips and Implications for Future Systems
본 연구는 상용 DRAM 칩에서 새로운 읽기 방해 현상인 ColumnDisturb를 실험적으로 규명합니다. 특정 DRAM 행(공격자 행)을 반복적으로 활성화하거나 개방 상태로 유지함으로써, DRAM 열(비트라인)을 통해 인접한 여러 DRAM 서브어레이에 걸쳐 동일한 열을 공유하는 DRAM 셀에 비트플립을 유도할 수 있음을 보였습니다. ColumnDisturb는 단일 서브어레이 내 소수 행에 영향을 미치는 RowHammer 및 RowPress와 달리, 단일 행 활성화로 최대 세 개의 DRAM 서브어레이(예: DDR4 칩에서 최대 30…
Energy efficient approximate compressor architectures for high performance image multiplication in CNTFET technology
최신 멀티미디어 시스템은 고속 저전력 연산 장치를 요구하며, 특히 영상 처리 분야에서는 완전한 정확도보다 효율성이 중요합니다. 기존의 정밀 곱셈기는 정확하지만 전력, 지연, 하드웨어 복잡성 측면에서 상당한 오버헤드를 유발합니다. 이에 따라 정확도 제약을 완화하여 성능 향상을 추구하는 근사 컴퓨팅 패러다임이 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 CNTFET 32nm 기술에 최적화된 전류 모드 논리 및 패스 트랜지스터 기법을 활용하여 새로운 4:2 및 7:2 근사 압축기 아키텍처를 제안합니다. 이 압축기들은 8x8 및 16x16 영상 처…
Hardware Accelerator Design by Using RT-Level Power Optimization Techniques on FPGA for Future AI Mobile Applications
모바일 기기, IoT 시스템, 전기차 등 자원 제약적인 엣지 환경에서 실시간 객체 탐지를 위한 에너지 효율적인 CNN 가속기 개발은 매우 중요하다. 본 연구는 Xilinx ZCU104 FPGA 플랫폼에 Tiny YOLOv4 객체 탐지 모델을 저전력으로 구현하기 위해 레지스터 전송 레벨(RTL) 최적화 기법을 제안한다. 제안된 RTL 기법은 국부적 명시적 클록 인에이블(LECE), 오퍼랜드 격리, 그리고 향상된 클록 게이팅(ECG) 세 가지다. 특히 AI 알고리즘의 핵심 구성 요소인 곱셈-누산(MAC) 연산에서 불필요한 신호 스위칭…
A Variation Tolerant Write Assist Read Decoupled 9T SRAM Cell for Low Voltage Application
에너지 소모가 큰 사물 인터넷(IoT) 기기의 확산에 따라 온칩 SRAM은 저전력화를 위한 중요한 발전을 거듭하고 있습니다. 본 연구는 쓰기 지연 시간을 크게 줄이기 위해 새로운 9-트랜지스터(9T) 쓰기 보조 읽기 분리(WARD) SRAM 비트셀을 제안합니다. 이 설계는 낮은 문턱 전압(VTH)의 쓰기 액세스 트랜지스터와 가상 접지(VGND) 보조 기술을 32nm CMOS 공정에서 활용하여 저전압 동작을 구현합니다. 제안된 WARD 9T 셀은 0.6V 동작 전압에서 기존 SRAM 비트셀 대비 쓰기 지연 시간을 크게 단축했습니다.…
