계통연계형 전력변환장치 기반 분산전원의 단독운전 시 과전압 방지 제어기 설계

신성수 충북대학교 2017 국내박사

Nowadays, as distributed generators(DG) continues to increase, especially in electrical power distribution systems owing to small capacity, it is one of the main issues to keep power quality within permissible ranges for utility operators and customers. However, it may be impossible because existing power distribution systems were designed under unidirectional power flow. In particular, it was reported that overvoltage phenomenon occurs under islanding condition. The overvoltage can be occurred when the generation power of DG exceeds the amount of loads during islanding operation. The magnitude of overvoltage is related to the ratio of DG to loads and the characteristic of loads. Based on that point, this paper proposed a new control method to prevent overvoltage phenomenon that occurs during islanding operation. The control method is to set the output reference of DG current controller the d-q current corresponding to the loads under islanding condition. In other words, the current controller operates so that the output of DG is equal to the amount of loads in islanding operation only if the former exceeds the latter. To validate the control method, the simulation was carried out through PSCAD/EMTDC software package and the results were analyzed. For this simulation, the model system is consisted of 22.9 kV distribution network integrated with DG. As results of simulation considering various load conditions, it was shown that DG output is controlled so that it is equal to the amount of loads under islanding operation and the voltage keeps within the range of 0.97 p.u. to 0.99 p.u.. Therefore, the proposed control method has the ability to effectively prevent overvoltage phenomenon during islanding operation.

초고층건설 현장에서 고령근로자의 재해예방에 관한 실증적 연구

신성수 명지대학교 일반대학원 2016 국내박사

초고층 건설현장에서 고령근로자의 재해예방에 관한 실증적 연구 (An Empirical Study on the Accident Prevention for Elder Workers in High-rise Building Construction) 신 성 수 명지대학교 대학원 산업경영공학과 지도교수 강 경 식 우리나라는 고령화 저출산에 따른 젊은 층의 감소와 건설현장의 진입에 대한 인식부족과 거부감으로 인해 이미 고령화 되었고, 2030년대에는 점차 고령사회로 접어 들고 있다. 한편 인간이 존재하면서 축조하는 구조물 중에 가장 높게 만든 것이 바로 초고층건물이다. 즉, 하이-라이즈(High – Rise) 빌딩은 인간이 멸망하지 않는 한 초고층건물에 대한 갈망은 계속 될 것이다. 세계적으로 미국에서 시작된 초고층건물은 이제는 약 80%에 이르는 초고층건물이 아시아, 중동 쪽에서 지어지고 있다. 우리나라도 전세계 약 1,400여개의 초고층건설공사 중 약7%에 가까운 94개의 초고층이 지어졌고, 2016년에만 20여개의 초고층이 완공 예정이다. 이러한 시점에 초고층 건설현장에서 고령화는 피할 수 없는 현실이다. 그렇다면 현실에 직면한 고령화에 대한 저해요인을 수집하여 정량적, 정성적 분석을 통한 해결책을 찾고, 활성화 방안을 찾는다. 이에 대한 안전대책으로 시설적, 기술적, 관리적, 교육적 대책과 보건대책으로 제도적, 건강적, 환경적 대책을 모색한다.. 초고층은 그 나라의 부의 상징인 동시에 신에 대한 도전으로 받아 들여져 고대의 바벨탑을 연상하는 사람들도 다수 있다. 초고층건물을 지으면 경제가 안좋아진다는 속설이 일부에서 생겨나기도 한 것이다. 그러나 건축기술의 발달과 초고층 선진국인 미국과의 격차가 점차 좁혀져 세계 각국에 지어지는 초고층건물은 우리나라에서 시공하는 것이 오히려 당연시 되는 이 시대에 안전관리에 대한 새로운 시각으로 초고층 건물의 장을 열었으면 한다. 금번 연구를 통하여 향후 개발이 필요하다고 느낀 점은 초고층에 대한 안전에 대한 자료가 표면적으로 나타난 것이 없이 내재된 자료를 수집하는데 많은 한계를 느꼈다. 향후 발전적인 연구를 위해서도 안전에 대한 애정을 가지고 치명적인 해를 끼치는 않는다면 자료는 공유를 해주었으면 하는 바램이다. 주제어 : 초고층 건설현장, 고령 근로자, 재해예방대책 An Empirical Study on the Accident Prevention for Elder Workers in High-rise Building Construction Shin Sung-soo Department of Industrial and Management Engineering Graduate School, Myongji University Directed by Professor Kang Kyung-sik In our country, people are already aged by reduction of young people by aging and low birth, insufficient recognition and refusing of entering construction sites. In the 2030s, we will meet aging society gradually. On the other hand, the highest structure is rightly high-rise buildings among the structures made by human. In other words, people will long for high-rise buildings continuously unless human goes out of existence. Globally, high-rise buildings started from America, but about 80% of high-rise buildings are built in Asia and the Middle East. In our country, about 7% of high-rise buildings, about 94 buildings, among about 1,400 global high-rise constructions, about 1,400 high-rise constructions, were built and about 20 high-rise buildings will be completed in just 2016. At this time, aging of high-rise construction sites cannot be avoidable. And then, factors of hindrance for the aging meeting realities are collected, the solutions are found by qualitative and quantitative analyses and methods of vitalization are found. Measures of facility, technology, management and education are sought for the measures of safety and measures of system, health and environment are sought for the measures of health. High-rise buildings are a symbol of the country's wealth and challenge against God, so there are many people who associate ancient Tower of Babel. Some people made a vulgar belief economy becomes bad if building high-rise buildings. But, due to the development of construction technology and narrow difference from America, an advanced country of high-rise buildings, it's natural that our country builds high-rise buildings in foreign countries at this time. Therefore, the phase of high-rise buildings should be opened from a new angle of safety management. Through this research, it's necessary to develop in the future because there were lots of limitations for collecting internal materials without any appearance of materials about safety of high-rise buildings. For the developmental research of the future, materials should be shared with affection for safety if there is no fatal damage. keyword : High-rise construction site, Older workers, Disaster prevention measures

신자유주의 시대의 노동 유연성과 관련한 가톨릭 사회교리적 접근

신성수 대전가톨릭대학교 2015 국내석사

As neo-liberalism has been already a flow of world economic, economy of South Korea also has been influenced so much by this economic flow. However a liberal ability to handle of the market which has been championed by neo-liberalism has lost a function of it. In the end, the 2008 Financial Crisis proved that system of neo-liberalism is no more alternative which prop up this world. To top that off, unemployment rate has risen and incomes has not been recovered due to neo-liberalism. After that labor of human has been treated as component of production and goods not respected as itself. Like this, neo-liberalism disparaged the noble value of labor, and then made an effect on derogation it as time and effectiveness. Consequently a new system of employment like labor flexibility appeared and serious social problems aroused by that. It menas the cause of social pathological happened in this situation counted as loss of labor content. How can church do for human beings who are being buried under the competition of neo-liberalism? I dealt with the problems of laborers who live in neo-liberalism through catholic social teaching. For this research, I aimed to understand about negative effect of neo-liberalism and labor flexibility of South korea. Furthermore I found the teaching of Catholic, and suggested how to make our lives better than before, to overcome difficulty of negative of policy of neo-liberalism. The labor should be distributed under providence of God to share benefit politely for all people who was created, for being continued in creation of God. In addition to these, workers could participate on the plan of God through labor and realize communion. Based on this theological view, catholic church is devoting himself to correct an authentic value of labor through pastoral ministry of individual parish and catholic social teaching under council for justice and peace of catholic bishop’s conference of korea. Furthermore, they support to settle an alternative community and cooperative union of catholic to overcome current economic system which cause social conflict. There are voices of concern, nevertheless, about these efforts and research of it. And also there are some people who are skeptical about it’s effectiveness. No one is responsible for economic crisis which cause sacrifice and exploitation of labors, even though a lot of people are under pain of unfair economic system. It means the catholic church not only access the crisis with dimension of welfare but also encounter with evangelical value earnestly. Therefore this attempt has special meaning as obligation of christian, not the choice as event.

공동주택 하자소송 현황 및 대응방안 연구

신성수 경희대학교 2009 국내석사

As urban population increases rapidly along with rise in standard of living on the heels of economic growth, demands are rising in Korea for higher quality and more choices in apartment housing market. Such developments have prompted home buyers to require far more demanding standard of quality for apartment housing units and apartment housing builders have continued to try their best to meet customer expectations. However, in spite of such efforts, gap between customer expectation and apartment housing quality leads to conflict between home buyers and suppliers, resulting in disputes in many cases. Therefore, it is necessary to identify and analyze different categories of defects in relation to apartment housing, understand the status of legal disputes over such defects and prepare basic data which will provide input to such disputes. The research herein proceeded in following steps: 1. Examined current defect repair practices by studying defect definitions and examined relevant laws and regulations; 2. Divided defect types as those belonging to civil construction, architectural work, facility construction and electrical work and further broke down them into structure, waterproofing, concrete finishing, tiling, interior work, window work, glass work, interior finishing, painting, wallpapering, furnishing, flooring, fireproof door and other interior masonry, etc.; 3. Analyzed the status of after sales service systems run by major construction firms in Korea by examining laws and regulations applicable to defect diagnosis for estimating defect repair costs, their scope, contents and methods therein, etc. In addition, the status of legal suits over defects in apartment housing was studied and issues identified therefrom; 4. Highlighted the importance of intensive management early on, suggesting measures to prevent and respond to legal suits over defects before and after initiation of such suits. Furthermore, representatives of associated government authorities were interviewed to understand their opinion and comprehensive dispute handling strategy for construction companies presented. This study is intended to provide systematic understanding of different types of legal suits over apartment housing defects and examine/analyze the status of such disputes in order to prevent disputes over such defects in advance and suggest practical approach to handling such disputes. Therefore, the status of legal suits over apartment housing defects will be studied and dispute handling strategy proposed to resolve the following issues effectively: 1. Construction companies run customer service teams, however, legal suits of defects are not declining. 2. With 3rd party such as legal suit brokers in between, apartment complex construction project owners are not communicating effectively with representatives of apartment unit residents. 3. More appropriate understanding of the scope of defect is called for. For example, if project owner has not constructed or changed design for some work, it is a matter of question whether defects in such work needs to be included in the scope of defect discussed in the context herein. 4. Criteria for estimating and applying defect repair costs are not clearly established yet. 5. Even though an amendment to the Housing act calling for establishment and operation of 'Apartment Housing Defect Dispute Mediation Committee' as an independent entity to provide fair and professional insight in disputes over apartment housing defects has been proposed, it is questionable whether such amendment will be effective, as the committee is not intended to provide a binding decision. 우리나라는 도시인구의 급격한 증가와 경제 성장으로 인한 삶의 질이 개선됨에 따라 아파트의 수요는 점차적으로 고품질화·다양화되어 가고 있다. 이러한 상황은 수요자들의 아파트 품질에 대한 요구치를 한층 높여 놓았으며 수요자의 만족도를 높이기 위한 건설 회사들의 부단한 노력은 계속되고 있다. 이러한 노력에도 불구하고 수요자의 기대수준과 공급된 공동주택의 품질과의 차이로 인하여 주택 수요자와 공급자간의 갈등이 초래되어 결국 분쟁의 소지를 낳고 있는 실정이다. 따라서 공동주택의 하자발생 유형을 조사·분석하며, 그에 따른 하자소송 현황을 정리하고 하자소송에 대응하기 위한 기초자료를 마련하기 위한 선행 작업이 요구되고 있다. 본 연구는 다음과 같은 과정으로 진행되었다. 1. 하자의 정의와 관련 법규를 조사하여 현행 하자보수 처리절차를 고찰하였다. 2. 하자 유형을 조사하여 토목공사, 건축공사, 설비공사 전기공사로 분류하였고, 그 세부내용으로 골조, 방수, 미장, 견출, 타일, 내장, 창호, 유리, 수장, 도장, 도배, 가구, 거실바닥, 방화문, 내장석 잡공사 등으로 구분하여 그 하자의 내용을 분류하였다. 3. 하자가 발생 후 하자보수 비용 산출에 사용되는 하자 진단의 관련법규와 범위, 내용, 방법에 관해 조사하여 국내 주요 건설회사 A/S 시스템의 세부현황을 분석하였다. 또한 공동주택의 하자소송 현황을 조사하여 그 문제점을 도출하였다. 4. 초기 집중관리의 중요성을 부각시켜서, 소송의 진행 전, 후로 나누어 하자소송의 예방대책을 제시하였고, 대응책을 분석하였다. 또한 관계 부처의 견해를 조사하였으며 종합적인 건설회사의 대응방안을 제시하였다. 본 연구는 공동주택의 하자소송 등의 유형을 체계적으로 정리하고 이에 따른 하자소송 현황을 조사·분석하여 하자소송 등을 미연에 방지하도록 하고, 하자소송에 실질적으로 대응하기 위한 방안을 마련하는데 그 목적이 있다. 따라서 본 연구를 통하여 공동주택의 하자소송 현황 및 대응방안에 대하여 알아보고 다음과 같은 문제점에 효과적으로 대응한다. 1. 건설회사들이 고객관리팀(Custome Service Team)을 구성하여 운영하고 있지만 하자소송의 발생 건수는 줄어들지 않고 있다. 2. 기획소송업체 등의 역할로 입주자대표회의와 사업주체 간의 의사소통이 제대로 이루어지지 않고 있다. 3. 하자의 범위에 대한 정확한 이해가 요구된다. 예를 들어 사업주체가 시공하지 않거나 변경하여 시공한 경우 어디까지를 하자로 볼 것인가가 의문시 된다. 4. 하자보수비용을 산정하고 적용하는데 있어서 명확한 기준이 정립되어 있지 않다. 5. 공동주택 하자분쟁에 대해 전문성과 공정성을 가진 별도의 독립적 기구인 ‘공동주택 하자심사분쟁조정위원회’의 설치 및 운영에 관한 내용을 담은 주택법 개정 법률안이 발의됐으나 이 법률이 개정된다하더라도 강제성이 없기 때문에 실효성이 있을지도 의문이다.

마태복음에 나타나는 罪 容恕에 관한 硏究

신성수 天安大學校 基督神學大學院 2002 국내석사

정당공천시스템에 관한 연구 : 민주화·자율성 확보 방안

신성수 경기대학교 정치전문대학원 2008 국내박사

본 논문은 2007년도 제17대 대통령선거와 2008년 제18대 국회의원 공천과정에서 우리나라의 정당공천시스템에 대한 비민주적이고 자율성이 실종된데 문제의식을 갖고 출발하였다. 현대 민주주의에 있어서 정당은 선거과정에서 국민의 정치적 의사를 대변할 수 있는 공직후보 선출을 통해 정부와 일반 국민들 사이를 매개하는 정치적 충원 기능을 수행한다. 노이만(Neumann)은 “정당은 현대정치의 생명선이다”이라는 표현으로 정당 없이 국민들이 정치적 의사를 형성하고 영향력을 행사한다는 것은 거의 불가능 하다고 강조하였다. 그러나 대의민주주의에서 정당공천은 정당이 지니는 본원적 목적을 실현시키고, 민주주의 체제형성과 리더십 형성의 본질적 요소를 지니고 있기 때문에 현대정치에서는 “정당은 현대정치의 생명선이다”라고 하는 것 보다 “정당공천이 민주주의 생명선”이라고 표현하는 것이 더 적합하다 하겠다. 이처럼 정당공천이 대의민주주의의 핵심적 요소임에도 불구하고 한국 정당에서 제대로 자리잡지 못하고 있는 근본적인 원인은, 그동안 한국 정당은 1인 보스 중심의 권위주의적인 정당운영과 중앙당중심의 과두체제로 정당공천이 권력경쟁의 수단으로 이용되어 정당의 민주화와 자율성이라는 두 개의 축이 실종되었기 때문이다. 이러한 현상은 민주화이후에도 지속적으로 나타났고, 정당이 개인중심으로부터의 권력집중현상에서 독립성을 확보하지 못하는 모습을 보여 왔다. 일반적으로 정당민주화는 정당기구의 구성, 정당운영, 정책결정, 공직선거의 후보자추천 등이 민주주의의 제원칙에 따라 행해지는 것으로 받아들여지고 있다. 특히 정당내에서의 당론 결정과정이 일방적인 하향식이 아니라 상향식으로 결정될 수 있는 방법이 제도적으로 보장되는 것이 가장 중요한 문제로 부각되고 있다. 또한 정당간부나 지도부의 폐쇄적인 결정에 의해서 하향식으로 지배되는 권위적인 정당조직의 형태는 민주적 정당조직이라 보기 어려울 것이다. 따라서 정당민주화의 핵심요체는 정당의 정책결정이나 공직후보자 선정과정에 당원 또는 일반국민의 의사가 반영될 수 있는 구조를 갖추는 것이다. 정당의 자율성은 대외적 독자성 즉, 그것이 국내외 다른 제도, 조직, 정치세력 또는 자연인으로부터 독립성을 확보하고 존립하며 운영된다. 이 뿐만 아니라 당원들이 적극적인 정당 활동을 통하여 1인 보스 또는 중앙권력으로 부터 당의 정체성과 지속성을 지켜나가는 것이며, 정당의 자율성을 확보하기 위해서는 중앙권력의 분권이 무엇보다도 먼저 이루어져야 한다. 정당공천시스템의 개혁과 변화는 나라마다 상이한 기준과 목표를 가지고 있으므로 정당공천개선방안을 일률적인 기준과 원칙에 따른 해답을 내놓기는 어렵다. 특히 정당공천시스템이 가장 민주화되어 있는 미국의 경우도 기존의 민주화만을 강조하는 것에서 탈피해 최근 들어 당의 권한을 강화하는 경향은 당의 자율성을 끌어올리기 위한 노력을 하고 있다. 의원내각제를 채택하고 있는 국가에서도 정당공천시스템의 변화를 접할 수 있다. 의원내각제국가의 이념정당과 진성당원중심의 폐쇄적 정당운영시스템이 집권당 내지 다수당으로의 정치목표를 달성하기 위하여 일반대중에게 개방되고 확장되는 정당공천시스템의 도입이 시도되었다. 이러한 변화를 자연스럽게 받아들이고 있는 것은 다당제 혹은 양당제와 관계없이 경쟁적 정당체계 하에서 정당내부규율을 엄격하고, 민주적 정당공천시스템을 갖추고 있기에 가능하다. 이처럼 외국 정당들 또한 정당의 민주화와 자율성을 적절한 조화를 통해 정당내부규율을 확립하고, 나아가 참여의 폭을 넓힘으로써 국민의 지지를 얻기 위한 현실적 필요성 때문이다. 이러한 영향은 한국 정당에서도 2002년 ‘국민참여경선제’를 도입함으로써 일반국민까지 참여하는 정당공천의 새로운 변화를 맞이하였다. 그러나 2008년 제18대 국회의원 후보자 경선과정에서는 국민과 당원의 민주적인 의사결정 참여의 기회가 외면당하고, 외부영향력의 개입이 가능한 비민주적이고 폐쇄적인 공천으로 인하여 한국 정당민주주의의 위기적 상황을 초래하였다. 한국 주요 정당은 제17대 대통령선거와 제18대 총선과정에서 나타난 정당공천시스템과 이에 따른 제반 문제점들을 계기로 한국의 정당정치 전반에 대한 보다 심층적인 반성과 고찰이 필요한 시점에 이르렀다. 따라서 정당공천시스템의 제도적 규정이나 정치적 효과만이 아닌 제도 자체의 본원적 목적과 정치적 함의를 실현시키기 위해서는 앞으로도 꾸준한 연구가 필요할 것이다. 한국 정당정치가 정당공천시스템의 혁신만으로 완결되는 것은 아니다. 합리적인 수준의 정치문화정착·정치리더십과 정당 정체성 확보·지역주의 극복 등 선결조건이 한두 가지가 아닐 것이다. 그럼에도 불구하고 민주적이고 책임있는 정당공천시스템이 조기에 정착되지 않을 경우 공직선거과정이 왜곡되고 대의민주주의의 심대한 위기가 예상되므로 정당공천의 개선이 시급히 요구된다. 따라서 이 논문에서는 한국 정당공천시스템의 민주화·자율성 측면과 제도적 측면을 발전방안으로 제시하였다. 민주화·자율성 측면에서는 일반국민의 참여확대와 한국 정당마다 가지고 있는 특성에 따라 정당공천시스템을 운용하는 방안을 제시하였다. 또한, 후보선출과정에서 객관성논란의 문제점과 비례대표 선출의 문제점을 보완하기 위해서 민주적 절차의 필요성을 제시하였다. 한편, 정당공천시스템이 제대로 운용되기 위해서는 제도적으로 안정성이 뒷받침 되어야 한다. 이러한 제도적 안정적 정착을 위한 방안도 함께 제시하였다. 한국 정당들이 민주화와 자율성이라는 두 개의 시스템이 확보 되었을 때 한국정당공천시스템은 물론이고 당내민주주의, 정당민주주의 질서 확보에 절대적인 역할을 할 것이며 나아가 한국 민주주의의 질적 제고에 기여할 것이라고 본다.

무기계 필러로 분산 된 단일벽 탄소나노튜브 마스터배치를 이용한 실리콘 고무 복합체 특성

신성수 인하대학교 대학원 2020 국내석사

Chemical surface modification using strong acid or the use of surfactants to improve single-wall carbon nanotube dispersibility causes damage to the surface of carbon nanotubes, thereby degrading their original properties. In this study, seven types master batches were dispersed using high shear forces of three-roll mill and kneader and four types inorganic filler ; quartz flour (polygonal three-dimensional structure), diatomite (porous form), glass bubble (hollow glass sphere form), and glass bead (spherical glass form) to solve the problem. The mechanical, electrical and thermal properties of carbon nanotube/silicone rubber composites with 2, 4, 6, 8 and 10 phr content of master batches in silicone rubber were compared and analyzed. Scanning electron microscopy (SEM) confirmed the dispersibility of single-walled carbon nanotubes in the composite, and the electrical properties were measured by surface resistance and volume resistance using 2-pin and 4-pin probe resistance measuring instruments. Mechanical properties were measured in tensile strength and elongation at break through the universal testing machine (UTM) and thermal properties were measured by TGA analysis and activation energy was calculated using Horowitz-metzger method. As a result, the excellent dispersion of the single-walled carbon nanotubes individually separated from the silicone rubber composite with the master batch using the polygonal three-dimensional structure quartz quartz was confirmed. It has significantly improved mechanical, electrical and thermal properties compared to silicone rubber composites with master batch without inorganic fillers. 단일벽 탄소나노튜브 분산성을 향상시키기 위해 강산을 이용한 화학적 표면개질이나 계면활성제의 사용은 탄소나노튜브 표면에 손상을 일으켜 본래 특성이 저하되는 문제점을 보완하고자 본 연구에서는4종의 무기계 필러 quartz flour(다각형 입체 구조), diatomite(다공성 형태), glass bubble(중공 유리구 형태), glass bead(구상 유리 형태) 와 three-roll mill과 kneader의 높은 전단력으로 분산한 7종의 마스터배치를 제조하였고 이를 실리콘 고무에 2, 4, 6, 8, 10 phr 함량으로 첨가 한 탄소나노튜브/실리콘 고무 복합체들의 기계적 특성, 전기적 특성 및 열적 특성을 비교 분석 하였다. 주사전자현미경 (SEM)을 통해 복합체 내에서 단일벽 탄소나노튜브의 분산성을 확인하였고, 전기적 특성은 2-핀, 4-핀 프로브 저항측정기를 통해 표면저항과 체적저항을 측정하였다. 기계적 특성은 만능재료시험기(UTM)를 통해 인장강도, 파단신율을 측정하였고 TGA 분석을 통해 열적 특성과Horowitz-metzger 방법을 이용해 활성화 에너지를 계산하였다. 측정 결과 다각형 입체 구조인 quartz flour 로 분산된 마스터배치를 이용한 실리콘 고무 복합체에서 개별적으로 분리 된 단일벽 탄소나노튜브의 우수한 분산도가 확인되었고 무기계 필러로 분산되지 않은 마스터배치를 이용한 실리콘 고무 복합체보다 기계적, 전기적 및 열적 특성이 크게 향상되었다.

Three-Dimensionally Architectured Multiscale Low-Temperature Solid Oxide Fuel Cells

신성수 서울대학교 대학원 2019 국내박사

차세대 에너지 변환 분야인 연료전지는 공해물질 배출이 없는 친환경 전기화학 소자이며 중량대비 에너지 출력이 높은 특징이 있다. 그 중 고체산화물 연료전지는 발전효율이 가장 높으며 수소 이외의 연료를 내부 개질을 통해 사용할 수 있다는 장점이 존재한다. 하지만 전통적인 고체산화물 연료전지는 700 ℃ 이상의 고온 구동에 의한 열적 성능 저하 현상, 높은 시스템 유지 비용, 이동형 소자로의 적용이 어려운 문제점이 존재하고, 따라서 저온형 고체산화물 연료전지 구현을 위한 구조 개선 등의 연구가 주목을 받고 있다. 본 학위 논문에서는 저온형 고체산화물 연료전지 구현을 위해 기존 연구의 한계를 극복한 멀티스케일 전극 아키텍처링 기술과 새로운 3차원 계면 아키텍처링 기술을 개발하였다. 먼저, 분말-현탁액 전기분사 증착 공정을 이용해 고체산화물 연료전지 각 요소들의 구조를 최적화하고, 최적화된 구조들로 제작된 연료전지의 고온에서의 안정적인 구동을 확인하였다. 우리가 집중해서 연구한 부분은 전기분사 증착 공정 시 현탁액 안의 세라믹 파우더와 고분자 바인더의 질량비에 따라 소결 후의 구조물 모양이 달라지는 현상이었다. 이에 연료극과 공기극 사이의 기체 이동을 차단하기 위한 치밀한 전해질 층 제작을 위해 polyvinyl butyral 고분자 바인더를 사용하였고, 공기 유동을 위해 다공성이어야 하는 양극 층 제작을 위해 polyvinylpyrrolidone 고분자 바인더를 사용하였다. 양극 분말과 고분자 바인더의 1:1 질량비 조건에서 균일하게 분산이 된 양극 층을 제작할 수 있었으며, 입도 분석과 전자주사현미경 분석을 통해 현탁액의 분산 정도가 증착 직후 구조뿐만 아니라 소결된 구조에도 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 결국 최적화된 전해질 구조, 양극 구조를 갖는 연료전지는 작동온도 650 ℃에서 805 mW/cm2의 최고출력밀도를 기록하였으며, 작동온도 650 ℃, 0.4 A/cm2의 일정한 전류밀도 조건에서 100 시간동안 1.5 %의 열화율을 기록, 장기 안정성 측면에서도 뛰어난 것을 확인하였다. 다음으로, 전구체 용액 전기분사 증착 공정을 통해 세라믹 박막 제작 기술과 새로운 침투 공정 기술, 두 가지 다른 공정 기술을 개발하여 멀티스케일 전극을 구현하였다. 첫 번째로, 세라믹 박막 제작 기술을 통해 나노중간층을 제작하고 고체산화물 연료전지 전해질 층과 양극 층 사이에 적용을 한 연구를 진행하였다. 이전 연구에서는 분말-현탁액 전기분사 증착 공정을 이용해 마이크로 두께의 구조물을 제작하였다면, 후속 연구에서는 전구체 용액 전기분사 증착 공정을 이용해 마이크론 이하 두께의 박막 구조물을 제작하였다. 특히, 본 연구에서는 8 μm 팁 지름의 실리카 노즐을 사용하여 에탄올에 비해 표면장력이 세 배 정도인 탈이온수를 용매로 사용하는 전구체 용액의 안정적인 분무 조건을 확립하게 되었다. 이를 통해 제작된 nano adhesion layer (nAL)과 nano cathode functional layer (nCFL)을 고체산화물 연료전지 전해질 층과 양극 층 중간에 삽입하여 nAL-cell과 nCFL-cell을 제작하였고, 나노중간층이 없는 Ref-cell을 제작하여 세 가지 연료전지의 성능을 평가하였다. 그 결과 nCFL-cell의 경우 nAL-cell과 Ref-cell에 비해 작동온도 650 ℃에서 각각 18 %, 13 % 증가한 최고출력밀도를 기록하였으며, 이는 전해질 층과 양극 층 사이에 삽입된 나노중간층에 의해 물리적인 접착이 좋아짐에 따른 산소 이온 이동경로의 증가와 감소한 LSC 입자 크기에 따른 산소환원반응 면적의 극대화에 의한 것이다. 두 번째로, 새로운 침투 공정을 통해 전극 구조를 개선함으로써 고체산화물 연료전지 성능을 향상시키는 연구를 진행하였다. 전통적인 침투 공정은 마이크로피펫을 이용하여 전구체 용액을 전극 위에 떨어뜨리는 간단한 방법으로 진행되었다. 하지만 전극 전 표면에 균일하게 침투되지 않는 문제점이 존재하고, 침투된 전구체 용액의 유동을 조절하기 힘들다는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 전구체 용액 전기분사 증착 공정을 이용해 전극 전 표면에 균일하게 증착을 하고 가습의 정도에 따라 전구체 용액 침투의 정도를 조절할 수 있는 새로운 침투 공정 방법을 개발하여 연료전지에 적용하였다. 우리의 새로운 침투 공정을 적용시킨 연료전지는 전통적인 침투 공정을 사용한 연료전지와 침투 공정을 사용하지 않은 연료전지에 비해 작동온도 650 ℃에서 각각 15 %, 215 % 증가한 최고출력밀도를 기록하였으며, 이는 가습을 통해 균일하게 침투된 전구체 용액이 소결 거동을 거치면서 산소환원반응 면적 증가 등 전극 반응 메커니즘에 도움을 주었기 때문이다. 마지막으로, 고체산화물 연료전지 음극 지지체 제작 방법인 테이프 라미네이션 방법과 마이크로 패턴 임프린팅 기술을 결합한 마이크로 세라믹 임프린팅 기술을 개발하여 박막 증착 공정을 이용해 3차원 고체산화물 연료전지를 제작하는 연구를 진행하였다. 세라믹 물질은 열에 강하고 경도가 높으나 부서지기 쉬운 성질이 있기 때문에 마이크로 단위의 표면 패터닝이 힘들다고 알려져 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 고분자-세라믹 복합체 상태인 음극 테이프와 마이크로 패턴이 새겨진 고분자 몰드의 라미네이션을 진행하여 피라미드 패턴이 된 음극 지지체를 제작하였다. 음극 지지체 위에는 스퍼터링과 pulsed laser deposition 공정을 이용해 연료전지를 제작하였다. 라미네이션 과정에서 PUA 고분자 몰드가 없는 평면 구조의 연료전지를 Planar-cell이라 하고 3차원 피라미드 모양으로 제작된 연료전지를 3DA-cell이라 하였다. 3DA-cell 제작에 있어서 YSZ 전해질 구조 연료전지와 CGO/YSZ/CGO 복합 전해질 구조 연료전지를 제작하였는데, 이는 우리의 공정이 물질적인 제한 없이 적용 가능한 것을 의미한다. 제작된 연료전지들의 성능을 측정하였을 때, 작동온도 500 ℃에서 YSZ 기반 3DA-cell과 CGO 기반 3DA-cell은 각각 0.523 W와 0.931 W의 최고출력을 기록하여 YSZ 기반 Planar-cell과 CGO 기반 Planar-cell의 0.338 W, 0.530 W에 비해 각각 55 %, 76 % 높은 성능을 기록하였다. 우리가 제작한 피라미드 구조 연료전지의 출력은 지금까지 보고되었던 3차원으로 제작된 고체산화물 연료전지의 출력에 비해 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 YSZ 기반 3DA-cell의 경우, 작동온도 550 ℃, 0.6 A/cm2의 일정 전류밀도 조건에서 장기 안정성 평가를 진행하였고 0.01 %/h 열화율을 기록, 높은 안정성과 함께 실제 구동 가능한 출력을 보이는 것을 확인하였다. Fuel cell, one of the promising next-generation energy conversion systems, is eco-friendly electrochemical device and has characteristics of low emission of pollutant and high energy output per weight. Among fuel cells, solid oxide fuel cell (SOFC) has the highest efficiency of power generation and has an advantage of hydrocarbon fuel using including hydrogen through the internal reforming. However, conventional SOFCs have limitations of thermal performance degradation, high cost of system maintenance and difficulty in application to mobile systems due to the high operating temperature above 700 ℃. Therefore, lowering the operating temperature has been one of the remarkable goals of SOFC systems, and researches of structural development have been conducted to implement a low-temperature SOFC (LT-SOFC). In this thesis, we have developed advanced multiscale electrode architecturing technologies and novel three-dimensional interface architecturing technologies that overcome the limitations of previously reported researches for the implementation of LT-SOFC. First, we have optimized the structure of each component of SOFCs using a powder-suspension electrospray deposition process and confirmed the stable operation of the fuel cell at high operating temperature. A polyvinyl butyral polymer binder was used for the fabrication of a dense electrolyte layer to block the gas permeation between the anode and the cathode, and a polyvinylpyrrolidone polymer binder was used for the cathode layer to be porous for the gas flow. The focus of our research was on the morphology of the structure after sintering depending on the weight ratio of the ceramic powder and the polymer binder in the suspension during the electrospray deposition process. The deposited cathode layer was uniformly dispersed under the condition of 1:1 weight ratio of the cathode powder and the polymer binder. In addition, we figured out through the particle size analyzer and scanning electron microscope analysis that the dispersion status of the suspension could affect not only the as deposited structure but also the sintered. As a result, a fuel cell with an optimized electrolyte and cathode structure resulted in a peak power density of 805 mW/cm2 at an operating temperature of 650 ℃. Also, the degradation rate was 1.5 % for 100 hours at the condition of a constant current density of 0.4 A/cm2 at 650 ℃, which verified that the performance in long-term measurement was maintained. Next, we developed two different multiscale electrode architecturing technologies, a ceramic thin film fabrication technology and a novel infiltration technology, via a precursor-solution electrospray deposition process. First, we fabricated ceramic thin films using a precursor-solution electrospray deposition process and applied them as nanoscale interlayers between the SOFC electrolyte and the cathode layer. In our previous study, we have optimized a micro-thick structure using a powder-suspension electrospray deposition process, while subsequent researches have fabricated thin film structures under micron thickness using a precursor-solution electrospray deposition process. In particular, in this study, the stable spray condition of the precursor solution using deionized water as a solvent, which has three times higher surface tension than ethyl alcohol, was established by using silica nozzle with 8 µm tip diameter. Nano adhesion layer (nAL) and nano cathode functional layer (nCFL) were fabricated, and the nAL-cell and nCFL-cell were prepared by inserting nanoscale interlayer between electrolyte layer and cathode layer of SOFCs. We also fabricated Ref-cell without nanoscale interlayer and evaluated the performance of all three cells. As a result, the maximum power density of nCFL-cell increased by 18 % and 13 % compared to nAL-cell and Ref-cell at 650 ℃, respectively. Those results were derived from two reasons: (i) the increase of the oxygen ion transport pathways due to the better adhesion by the nanoscale interlayer inserted between the electrolyte layer and the cathode layer; and (ii) the maximization of oxygen reduction reaction (ORR) sites by smaller particle size of nanoscale interlayer. Second, a novel strategy of infiltration process was developed to enhance the performance of SOFC by improving the microstructure of electrode. The traditional infiltration process was a simple method of dropping the precursor solution onto the electrode using a micropipette. However, there are issues that are difficult to infiltrate uniformly into the entire surface of the electrode and difficult to control the flow of the infiltrated precursor-solution. In this study, a novel infiltration process was developed to uniformly deposit the precursor-solution onto the electrode using the precursor-solution electrospray deposition process and control the infiltration rate of the precursor-solution according to the humidity. The fuel cell with our new infiltration process resulted in higher maximum powder density of 15 % and 215 % compared to the conventionally infiltrated fuel cell and the non-infiltrated fuel cell at 650 ℃, respectively. The significant increase of performance can be explained by the improvement of the electrode reaction mechanism such as increase of electrochemical reaction sites through the sintering of uniformly infiltrated precursor-solution by humidification. Finally, we have developed a micro-ceramic imprinting technology that combines a micro pattern imprinting and a tape lamination process, which is a method of manufacturing SOFC anode support, and fabricated three-dimensional SOFCs using thin film deposition processes. It has been well known that the microscale surface patterning of ceramic materials is difficult because of their fragile properties. In this research, to solve those problems, we developed pyramid patterned anode support by lamination process of polymer-ceramic composite anode tapes and polymer mold with micro pattern. In addition, we used sputtering and pulsed laser deposition process to deposit electrolyte and cathode layer of full test cells. The cells with a flat structure without a PUA polymer mold in the lamination process and a three-dimensional pyramid structure were denoted as Planar-cell and 3DA-cell, respectively. For 3DA- cell fabrication, YSZ-based cell using YSZ electrolyte and CGO-based cell using CGO/YSZ/CGO composite electrolyte were fabricated. In other words, we confimed that 3D architecturing is available without any limitation of materials. The YSZ-based 3DA-cell and CGO-based 3DA-cell resulted in maximum power of 0.523 W and 0.931 W, which is 55 % and 76 % higher than 0.338 W of YSZ-based Planar-cell and 0.530 W of CGO-based Planar-cell at 500 ℃, respectively. The output power of our pyramid-patterned fuel cells were higher than the previously reported three-dimensionally architectured SOFCs. In addition, the 0.01 %/hour performance degradation rate of YSZ-based 3DA-cell was obtained through the long-term stability test under the constant current density of 0.6 A/cm2 at 550 ℃. As a result, it was verified that the fuel cell we fabricated has high stability and high output power than the previous results.

會計理論과 理論受容에 관한 報告書의 分析的 考察

신성수 啓明大學校 1985 국내석사

학교스포츠클럽 참가 고등학생의 인성 및 공감이 회복탄력성과 친사회적 행동에 미치는 영향

신성수 전남대학교 2017 국내석사

본 연구는 학교스포츠클럽 참가 고등학생의 인성, 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동과의 인과적 영향관계를 실증적으로 규명하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 광주광역시 소재 일반계 고등학교 학생들을 대상으로 유목적적 표집(purposeful sampling) 방법을 이용하여 297명의 유효표본 자료를 분석에 이용하였다. 본 연구에 이용된 설문지의 구성은 인구통계학적 특성 6문항, 참여정도 3문항, 인성 18문항, 공감 16문항, 회복탄력성 27문항, 친사회적 행동 17문항으로 총 87문항으로 구성하였다. 가설검정을 위한 자료 분석방법으로는 SPSS window Ver. 23 프로그램을 이용하여 탐색적 요인분석, 신뢰도분석, t-test, 일원분산분석(One-way ANOVA), 다중회귀분석(multiple-regression analysis)을 실시하였다. 이상의 연구대상을 통해 수집된 설문지를 기초로 자료를 분석하고 도출된 결론은 다음과 같다. 첫째, 인구통계학적 특성에 따른 인성, 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동에는 통계적으로 유의한 차이가 발견되었다. 성별에 따라서는 인성, 공감, 회복탄력성에 남학생이 여학생보다 높게 나타났다. 참가종목에 따라서는 개인 및 대인 종목에 참가한 학생들이 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동에서 단체종목에 참가한 학생보다 높게 나타났다. 학년에 따른 차이에서는 저학년 참가 학생들이 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동에서 고학년 참가 학생들보다 높게 나타났다. 참가강도에 따른 차이에서는 하루 1시간 이상 참가한 학생들이 인성, 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동에 있어서 높게 나타났다. 참가빈도에 따라서는 참가빈도가 높은 집단이 낮은 집단에 비해 인성, 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동 모두에서 높은 결과가 나타났다. 참가경력에 따라서는 참가 경력이 높은 집단이 낮은 집단에 비해 인성, 공감, 회복탄력성, 친사회적 행동 모두에서 높게 나타났다. 둘째, 인성의 긍정적태도, 자신감은 회복탄력성의 통제성에 긍정적 영향을 미치며 인성의 긍정적태도, 자신감, 자기희생은 회복탄력성의 긍정성에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 인성의 자신감은 친사회적 행동의 협력하기에 긍정적 영향을 미치며 공동체의식은 친사회적 행동의 도움주기, 공감하기, 친절하기, 협력하기에 긍정적인 영향을 미친다. 자기희생은 친사회적 행동의 공감하기, 보호해주기, 친절하기, 협력하기에 긍정적 영향을 미치며 긍정적태도는 친사회적 행동의 모든 하위요인에서 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 넷째, 공감의 긍정적공유는 회복탄력성의 모든 하위요인에 긍정적 영향을 미치며 정서감염은 회복탄력성의 통제성, 긍정성에 긍정적인 영향을 미친다. 또한 정서개입은 회복탄력성의 통제성, 사회성에 긍정적인 영향을 미친다. 다섯째, 공감의 긍정적공유, 정서감염, 정서개입은 친사회적 행동의 모든 하위요인에서 긍정적인 영향을 미친다. 여섯째, 회복탄력성의 통제성은 친사회적 행동의 공감하기, 보호해주기, 친절하기, 협력하기에 긍정적 영향을 미치며 긍정성은 친사회적 행동의 모든 하위요인에 긍정적인 영향을 미친다. 사회성은 친사회적 행동의 도움주기, 공감하기, 친절하기에 긍정적 영향을 미친다.