Interface Engineering via Ionovoltaic Phenomena

김연상(Youn Sang Kim) 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

최근 다양한 물 흐름의 기계적에너지가 전기에너지로 전환되는 연구결과들이 보고되고 있으나, 그 원리에 대한 정확한 이해는 아직 부족한 편으로, 물 흐름 에너지 전환 응용에 대한 단편적인 연구결과들의 보고가 주를 이루고 있다. 본 연구진은 이의 근본적인 원리가 물속에 존재하는 다양한 이온의 고체계면에서의 움직임, 즉 Ion dynamics 에 기인한 현상으로 파악하고 있으며, 이를 "Ionovoltaic"이라는 새로운 학문적 키워드로서 정의하려 정립하고 있다. 본 발표를 통해 고체-액체 계면에서의 이온거동에 의한 이온동력학이 어떻게 전기에너지 발생의 중요한 구동원리가 될 수있음을 소개하고, 이를 통해 물속의 다양한 이온 거동을 모니터링 할 수 있는 소자로 발전할 수 있음을 소개하고자 한다. 또한, 이러한 ionovoltaic 현상의 분석을 통해 고체/액체 계면에서의 ion-dynamics 를 체계적으로 이해할 수 있음을 보여주고자 한다. 본 발표를 통해 energy harvesting 분야 연구자에게 신개념 소자의 가능성을 제시하고, 전기화학 및 생명과학, 콜로이드 공학 등의 다양한 연구자에게 고체-액체 계면에서의 이온거동에 대한 새로운 시각을 제공하고자 한다.

Ionovoltaic Phenomena and Applications

Youn Sang Kim(김연상) 한국고분자학회 2019 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.44 No.2

고체-액체 계면현상 기반의 유체운동 에너지 하베스팅 기술의 개발 및 응용

김연상(Youn Sang Kim),윤선근(Sun Geun Yoon),김호정(Huding Jin),이원형(Won Hyung Lee),한정협(Jeong Hyeop Han),조용현(Yong Hyun Cho) 한국진공학회 2020 진공 이야기 Vol.6 No.3

Recent energetic and environmental problems require alternative energy technologies for innocuous and sustainable energy generation. Among them, liquid-motion-induced electricity generation has drawn large attentions due to the convenience of electricity generation via natural water motions and its suitability for microgrid energy harvesting system. Scientifically, the origin of electricity in this system is known as an effect of electrical double layer (EDL), which is a fundamental property of solid-liquid interface, but detailed interactions in this nanoscale region are still under discussions. In this report, we summarize recent academic researches of liquid-motion-induced electricity generation and introduce the operating mechanism based on ion-dynamic effect at solid-liquid interface. In addition, we also introduce experimental advances in the electricity modulations of the liquid-motion-driven energy transducer via solid-liquid interfacial phenomena. This review will provide comprehensive results of solid-liquid interfacial effects on liquid-motion-driven electricity generation, and suggest prospects for utilization of the system as a probing tool of solidliquid interface.

Ionovoltaic Analysis in Aqueous Systems

김연상(Youn Sang Kim) 한국고분자학회 2020 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.45 No.2

금속수소화물(DiNi₅-H₂ system)의 수소 흡수-방출 특성과 반복 효과에 관한 연구

김연상,조춘구,Kim, Youn-Sang,Zhoh, Choon-Koo 한국공업화학회 1990 공업화학 Vol.1 No.1

This paper summarizes fundamental research on a metal hydrides for the development of new energy. We made a study of the characteristics of the hydrogen absorption-desorption of $DiNi_5$ alloys. As a result, we found that the maximum amount of the hydrogen absorption of $DiNi_5$ alloys (the maximum in the absorption equilibrium pressure section) was H/M=1.04 at $30^{\circ}C$. The hysteresis was the smallest at $30^{\circ}C$. The capability of the hydrogen absorption-desorption was excellent. The number of cycles of the hydrogen absorption-desorption was about 9000 times at $30^{\circ}C$. We found also that the rate of the hydrogen desorption was the largest at $40^{\circ}C$. 이 논문은 새로운 에너지 개방을 위한 금속수소화물에 대한 기초연구를 요약한 것이다. $DiNi_5$ 합금의 수소 흡수 및 탈착 특성을 조사하였다. $30^{\circ}C$에서 $DiNi_5$ 합금의 최대 수소흡착량은 H/M=1.04였고 $30^{\circ}C$에서 히스테리시스가 가장 작았다. 이 합금의 수소 흡 탈착 능은 우수하였다. $30^{\circ}C$에서 수소의 흡 탈착 반복회수는 약 9000번 정도 였으며, 수소 탈착속도는 $40^{\circ}C$에서 최대를 보였다.

금속 수소화물 ( DiNi5 - H2 system ) 의 수소 흡수 - 방출 특성과 반복 효과에 관한 연구

김연상,조춘구 ( Youn Sang Kim,Choon Koo Zhoh ) 한국공업화학회 1990 공업화학 Vol.1 No.1

이 논문은 새로운 에너지 개방을 위한 금속수소화물에 대한 기초연구를 요약한 것이다. DiNi_5 합금의 수소 흡수 및 탈착 특성을 조사하였다. 30℃에서 DiNi_5 합금의 최대 수소흡착력은 H/M=1.04였고 30℃에서 히스테리시스가 가장 작았다. 이 합금의 수소 흡·탈착 능은 우수하였다. 30℃에서 수소의 흡·탈착 반복회수는 약 9000번 정도 였으며, 수소 탈착속도는 40℃에서 최대를 보였다. This paper summarizes fundamental research on a metal hydrides for the development of new energy. We made a study of the characteristics of the hydrogen absorption-desorption of DiNi_5 alloys. As a result, we found that the maximum amount of the hydrogen absorption of DiNi_5 alloys (the maximum in the absorption equilibrium pressure section) was H/M=1.04 at 30℃. The hysteresis was the smallest at 30℃. The capability of the hydrogen absorption-desorption was excellent. The number of cycles of the hydrogen absorption-desorption was about 9000 times at 30℃. We found also that the rate of the hydrogen desorption was the largest at 40℃.

ZrO₂ 입자의 분산방법에 따른 Al₂O₃/ZrO₂ 요업체의 특성

연상흠,김재준,황규홍,이종국,김환,Youn, Sang-Hum,Kim, Jae-Jun,Hwang, Kyu-Hong,Lee, Jong-Kook,Kim, Hwan 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.8

For the homogeneous dispersion of $ZrO_2$ particles in $Al_2O_3/ZrO_2$ceramics, Zr-precusors were mixed with oxide $Al_2O_3$powders by chemical routes such as partial precipitation or partial polymerization of Zr-nitrate solutions. In case of the mechanical mixing of ultrafine $Al_2O_3$ and $ZrO_2$ oxide powders, relatively homogeneous dispersion was difficult to achieve so that the particle size and distributions of $ZrO_2$ were relatively inhomogeneous after sintering at high temperature. But when the Zr-Y-hydroxide were co-precipitated to ultrafine $Al_2O_3$ oxide powders followed by calcinations, homogeneous dispersion of nano-sized $ZrO_2$ particles in $Al_2O_3/ZrO_2$ composite ceramics were obtained. But because of the coalescence of dispersed $ZrO_2$ particles, dispersed $ZrO_2$ was grown up to more than 0.2${mu}m$ (200 nm) when sintered at the temperature of higher than $1500^{\circ}C$ But when the sintering temperature was kept to lower than $1400^{\circ}C$ by using nano-sized $\alpha-alumina$, the particle size of dispersed $ZrO_2$ could be sustained below 0.1 ${\mu}m$. But the coalescence of dispersed $ZrO_2$ between $Al_2O_3$ particles could not be avoided so that the mechanical properties were not enhanced contrary to the expectations. So Zr-polyester precursors were precipitated and coated to the surface of ultrafine $\alpha-alumina$ powders by the polymerization of Ethylene Glycol with Citric Acid and Zirconium Nitrate. By this dispersion much more uniform dispersion of $ZrO_2$ was achieved at $1450\~1600^{\circ}C$ of sintering temperature ranges. And due to especially discrete dispersion of $ZrO_2$ between $Al_2O_3$ particles, their mechanical strength was more enhanced than mechanical mixing or hydroxide precipitation methods.

인공 요추간판 치환술 도중과 직후에 발생한 단기추시 중 합병증

정성수(Sung Soo Chung),이종서(Chong Suh Lee),강창석(Chang Seok Kang),김연상(Youn Sang Kim),오성균(Sung Kyun Oh) 대한정형외과학회 2006 대한정형외과학회지 Vol.41 No.3

목적: 인공 요추간판 치환술 시 저자가 경험한 합병증에 대하여 기술하고, 합병증의 발생과 관련된 요인 및 합병증의 발생이 임상 결과에 어떠한 영향을 미칠 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 5월부터 2004년 5월까지 인공 요추간판 치환술을 받은 43명의 환자를 대상으로 술 중 또는 술 후에 발생하였던 합병증을 조사하였다. 환자의 평균 연령은 45세(남자: 18명, 여자: 25명)였다. 예상되는 위험 인자들과 각각의 합병증 발생과의 관련성 여부를 조사하였다. 임상 결과의 평가는 visual analogue scale 및 Oswestry disability index (ODI)를 이용하였다. 결과: 술 중 합병증으로 정맥 혈관 파열이 2예, 복막 파열이 2예 있었다. 술 후 합병증으로 일시적인 방사통이 6예 있었고, 인공 추간판의 침강이 1예, 인공 추간판의 덮개판과 폴리에틸렌 핵의 해리가 1예 있었다. 합병증 발생과 여러 인자들과 관련성에 대한 통계적 유의성을 찾을 수 없었다(p>0.05). 합병증의 발생 유무에 따른 VAS와 ODI의 유의한 차이는 없었다. 결론: 인공 요추간판 치환술 도중 및 직후에 비교적 많은 합병증이 발생하였으나, 술 후 임상 결과에 유의한 영향을 미치지 않았다. Purpose: To investigate the perioperative complications and their effect on the clinical outcomes after a lumbar total disc replacement (TDR). Materials and Methods: Forty-three patients (18 men and 25 women) who had undergone a lumbar TDR from May 2002 and May 2004 were reviewed. Subgroup analysis was performed to determine if age, gender, previous discectomy, multilevel, learning curve of operator, or the difference between preoperative and postoperative disc height were associated with the development of intraoperative or postoperative complications. The patients rated their low back pain on a visual analogue scale and completed an Oswestry disability index (ODI) at the preoperative and post-operative follow-up. Results: There were 4 cases of intraoperative complications (2 major vein injuries and 2 peritoneal rupture) and 8 cases of postoperative complications (6 radicular pains, 1 subsidence of implant, and 1 dissociation of endplate and polyethylene core). There were no significant differences in the incidence of complications according to age, gender, prior surgery, multilevel, learning curve, or disc height difference (p > 0.05). In addition, there were no significant differences in the VAS and ODI between the complication and non-complication groups. Conclusion: The authors experienced a relatively high rate of complications (11/43 patients) following TOR and statistical analysis did not reveal any associated risk factors.

미세패턴 전사기법을 위한 다양한 몰드 제작법 소개

김주희,김연상,Kim, Joo-Hee,Kim, Youn-Sang 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.2

NIL, S-FIL과 같은 각인 기술(Imprinting lithography)를 적용하기 위한 투명하고 단단한 복제 틀(replica hard mold)을 제작하여 고가의 원판(master)와 패턴이 형성되는 기판과의 접촉을 근본적으로 방지해 경제적인 공정이 가능함을 제안한다. 실리콘 웨이퍼(Si wafer)와 같은 원판(master)과 패턴 형성 시 사용되는 기판과 직접적인 접촉을 방지하기 위해 우선 액상 공정을 이용하여 비접착성 표면처리된 고분자 복제(polymer copy)를 매개체(carrier)로 단단한 복제 틀을 제작한다. 이렇게 제작된 단단한 복제 틀(replica hard mold)는 유리와 거의 같은 강도와 투명도를 나타내며, 각인 공정(imprinting process)에서 석영 틀, 실리콘 웨이퍼(quartz mold, Si wafer)과 같이 값비싼 원판(master)의 직접 사용을 대체하여 성공적으로 패턴을 구현할 수 있다. We suggest here a cost-effective replica fabrication method for transparent and hard molds for imprinting lithography such as NIL and S-FIL. The process starts with the use of a replica hard mold from a master, using a polymer copy as a carrier. The polymer copy as a carrier was treated by soluble process for forming anti-adhesion layer. Duplicated hard molds can eliminate direct contact between a hard master and a patterned polymer on a substrate and the generated contamination of a master during the imprinting process. The replica hard mold exhibits the glass-like properties introduced here, such as transparency and hardness, make it appropriate for nanoimprint lithography and step-and-flash imprint lithography.

미세패턴 전사기법을 위한 저가형 고분자 복제 몰드

이민정(Min Jung Lee),김연상(Youn Sang Kim) 한국고분자학회 2007 고분자 과학과 기술 Vol.18 No.5