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- 나트륨 이온 배터리 음극용 그래핀의 기계적 활성화: X-선 분석을 통한 고체 전해질 계면에서의 예상치 못한 가역 반응 (2024.04.26)
- 나트륨 이온 배터리 음극용 그래핀의 기계적 활성화: X-선 분석을 통한 고체 전해질 계면에서의 예상치 못한 가역 반응 기계공학과 전성찬 교수 연구팀(1저자 이수찬 박사), KIST 정경윤 박사팀은 '나트륨 이온 배터리 음극용 그래핀의 기계적 활성화: X-선 분석을 통한 고체 전해질 계면에서의 예상치 못한 가역 반응'이라는 주제로 공동 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 기계적 활성화를 통해 그래파이트의 나트륨 이온 저장 용량을 크게 향상시켰다. 연구팀은 볼 밀링 기법을 사용하여 결함이 많은 구조를 가진 그래파이트를 제작하고, 이를 SIB 음극으로 사용하여 전기화학적 성능을 분석하였다. X-선 분석 결과, 활성화된 그래파이트의 나트륨 이온 저장 메커니즘이 하드 카본과는 다름을 확인했다. 활성화된 그래파이트에서는 표면과 벌크에서 동시에 반응이 발생하며 SEI 표면에서 Na2CO3와 NaF의 가역반응이 일어나고, 이는 결함이 많은 탄소 표면이 보조 나트륨 저장소로 작용하여 나트륨 저장 성능을 향상시킴을 설명했다. 이 연구를 통해 SEI 표면에서 예상치 못한 가역 반응으로 특징 지어지는 결함이 많은 탄소 전극에 대한 새로운 반응 메커니즘을 제공할 수 있다. 이 연구는 세계적인 권위의 국제 학술지인 'Advanced Science' (Impact Factor: 15.1)에 게재되었다. 관련 논문 링크: https://doi.org/10.1002/advs.202401022
- 기계공학부 2024.05.22
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- 김종백 교수 2023년도 연세대학교 공과대학 활천특훈교수 임명 (2024.04.22)
- 김종백 교수 2023년도 연세대학교 공과대학 활천특훈교수 임명 기계공학과 김종백 교수는 국내외 주요 학술지 게재 실적, 연구 영향력, 연구비 수주 실적과 교육 및 봉사 업적을 평가하여 선정되는 2023학년도 연세대학교 공과대학 활천특훈교수에 임명되었다. 활천특훈교수는 연세대학교 공과대학에 연구적, 봉사적으로 기여한 연구자에게 금전적 인센티브등의 혜택을 제공하는 제도로써, 2023년도에는 총 두 명의 활천특훈교수가 공과대학에서 선정되었다.
- 기계공학부 2024.05.22
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- 대기 중 나노입자 생성 및 성장 모니터링을 위한 초미세 물 응축 성장식 입자 계수기(UWCPC) 개발(2024.04.03)
- 대기 중 나노입자 생성 및 성장 모니터링을 위한 초미세 물 응축 성장식 입자 계수기(UWCPC) 개발 기계공학과 김용준 교수 연구팀(1저자 유성재 박사)은 PCB 기술과 3D 프린팅을 결합한 미세유체 기반 초미세 물 응축 성장식 입자 계수기(UWCPC)를 제작하였다. UWCPC는 대기 중 나노입자 생성 및 성장을 모니터링하기 위한 저가 소형화된 미세유체 장치 이다. 본 장치는 sheath/sample air 분리부, 나노입자 성장부, 소형 광학 입자 계수기로 구성되며 시뮬레이션을 통한 최적화 설계로 최소 3.4nm 입자까지 측정 가능하다. 해당 연구 결과는 2024년 4월 국제 저명 학술지인 'Royal Society of Chemistry' (Impact Factor: 7.3)에 커버 논문으로 게재되었다. 관련 논문 링크: https://doi.org/10.1039/D3EN00686G
- 기계공학부 2024.05.22
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- 적외선 스텔스를 위한 다층 구조 선택적 방사체 논문 ACS applied materials & interfaces 표지논문 게재 (2024. 03. 10)
- 적외선 스텔스를 위한 다층 구조 선택적 방사체 논문 ACS applied materials & interfaces 표지논문 게재 기계공학과 조형희 교수 연구팀에서 다중 직경, 다층 구조 금속-유전층-금속 구조를 사용한 적외선 선택적 방사체를 제작하고 그 위장 성능을 평가하였다. 연구팀은 제작된 구조가 적외선 탑지 대역인 3-5, 8-12 um 대역에서 적외선 신호를 흑체 대비 각각 72%, 83% 저감할 수 있음을 확인하였다. 해당 연구 결과는 2024년 3월 국제 저명 학술지인 'ACS Applied Materials & Interfaces' (Impact Factor: 9.5)에 표지논문으로 게재되었다. 관련 논문 링크: doi.org/10.1021/acsami.3c15504
- 기계공학부 2024.05.22
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- 리튬 이온 배터리 성능 및 내구성 향상을 위한 양극재 소성 공정의 탈수 반응 분석 연구 (2024.02.27)
- 리튬 이온 배터리 성능 및 내구성 향상을 위한 양극재 소성 공정의 탈수 반응 분석 연구 기계공학과 홍종섭 교수 연구팀(공동 1저자 전재영 통합과정, 김민욱 통합과정)은 RIST 이차전지소재연구소와 협업하여 리튬 이온 배터리의 양극 소재로 주목받고 있는 High Ni계 양극 소재의 소성 공정에서 발생하는 탈수 반응을 분석하는 연구를 수행하였다. In-situ XRD와 TGA-MS 분석을 바탕으로 각 양극 소재 전구체의 탈수 반응을 규명하였으며, Random pore model 방법론을 활용하여 규명된 세 개의 탈수 반응에 대한 반응 속도를 분석하였다. 본 연구 성과는 질적 우수성을 인정받아 에너지 및 소재 분야 최우수 학술지인 Journal of Materials Chemistry A (2022년 기준 impact factor 11.9, JCR Energy & Fuels 부문 상위 8.8%)에 게재되었다. 관련 논문 링크: https://doi.org/10.1039/D3TA07579F
- 기계공학부 2024.05.22
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- 하이드로젤로 보호된 광전극의 구조 안정 메커니즘 규명 (2024.02.19)
- 하이드로젤로 보호된 광전극의 구조 안정 메커니즘 규명 기후 위기에 대응하기 위해, 탄소 배출 없이 수소 에너지를 생성하는 '광전극'을 상용화를 위한 연구가 각광받고 있다. 기계공학과 이형석 교수 연구팀은 신소재공학과 문주호 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 하이드로젤 기반의 보호층이 태양광과 물로 수소를 생산하는 ‘광전극’의 구조 손상을 방지하는 메커니즘을 규명하였다. 광전극에서 발생하는 수소 기체 분자들은 일정 농도 이상에서 기체 버블을 형성하며 전극 표면에 기계적 스트레스를 인가하여 표면 촉매의 손상을 유발한다. 최근, 물을 머금은 3차원 폴리머인 하이드로겔을 광전극에 코팅하면 광전극의 구조 손상이 억제될 수 있다고 보고되었다. 본 연구에서는 광전극에 코팅되는 하이드로겔 기반 보호층의 다공성 구조를 크라이오겔레이션 기법으로 엔지니어링함으로써, 다공성 구조가 광전극 손상 방지에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로, 다공성 물질 내 수소 버블의 동적 거동에 대한 이론 및 수치해석 분석을 통해, 보호층에 갇힌 기체 버블의 동적 거동의 적절한 제어를 통해 장시간 유지가 가능한 광전극의 개발이 가능함을 밝혔다. 본 연구 결과는 세계적 저널 Nature지의 자매지인 Nature Communications지(Impact Factor 16.6, 다학제 과학 분야 상위 7.5%)’에 2월 19일 온라인 게재되었다. 관련 논문 링크: https://www.nature.com/articles/s41467-024-45701-5
- 기계공학부 2024.05.22
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163
- 2자유도 자기부상 액추에이터를 이용한 초저전력 고속 비접촉 이송 제어 연구 (2024.02.23)
- 2자유도 자기부상 액추에이터를 이용한 초저전력 고속 비접촉 이송 제어 연구 기계공학과 윤준영 교수 연구팀(1저자 김은규 박사과정)의 '2자유도 자기부상 액추에이터를 이용한 초저전력 고속 비접촉 이송 제어'관련 연구내용이 2024년 2월 메카트로닉스 분야 국제 저명 학술지인 'IEEE/ASME Transactions on Mechatronics' 저널에 게재되었다. 2자유도 영구자석 자기부상 액추에이터의 특성을 활용하여 명목 전류 소모 없이 비접촉 고송 이송이 가능함을 보인 본 연구 결과는, 기계접촉에 민감한 정밀생산 장비 등에 효과적인 활용 가능성이 기대된다. 관련 논문 링크: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10179114
- 기계공학부 2024.03.20
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- 고유그래프 기반의 데이터-중심 인공 후각 시스템 (2024.02.08)
- 고유그래프 기반의 데이터-중심 인공 후각 시스템 기계공학과 전성찬 교수 연구팀(제1저자 성승현 석사, 참여저자 황윤지 석박통합과정), 서울대학교 재료공학부 장호원 교수 연구팀(공동 1저자 서준민 박사) 및 (주)튜터러스랩스 박전규 대표는 '고유그래프 기반의 데이터-중심 인공 후각 시스템' 이라는 주제로 공동 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 인간의 후각 기전을 담당하는 후각수용체와 뇌의 부위별 기능에 대응하는 센서어레이, 전기화학계측장치, 인공지능 알고리즘을 개발 및 융합하여, 데이터 중심의 인공후각시스템을 구현하고 그 표준 모델을 제시하였다. 감지 물질과 기체 분자 사이에 자연적으로 존재하는 고유의 전기화학 반응을 포착하여, 전기화학에서의 고유그래프 존재성 법칙을 세계 최초로 증명 및 선언하였다. 고유그래프에 대한 파형 분석 원리를 바탕으로 수학적 알고리즘을 통해 가스 분자 식별에 필요한 냄새 특성을 추출함으로써 모든 날씨와 미지의 환경에서도 100%에 가까운 정확도로 가스 분자의 다양한 종류와 혼합 상태를 파악할 수 있음을 제시했다. 이는 외부 환경 변화에 취약한 기존 민감도 의존형 인공 후각 기술의 한계를 극복한 결과라고 설명했다. 본 기술은 인공지능로봇, 우주탐사, 가전산업, 방위산업, 포렌식수사 등 광범위한 분야에서 적용 및 용용될 수 있다. 이 연구는 세계적인 권위의 국제 학술지인 'Nature Communications'(Impact Factor: 17.694)에 게재되었으며 Editors’ Highlights webpage의 "Devices" 부문 the 50 best papers로 선정되었다. 관련 논문 링크: doi.org/10.1038/s41467-024-45430-9
- 기계공학부 2024.03.20
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- 편심형 공진기를 활용한 2축 MEMS 자기장 센서 개발 (2024.01.25)
- 편심형 공진기를 활용한 2축 MEMS 자기장 센서 개발 기계공학과 김종백 교수 연구팀은 정전기력으로 구동하는 편심형 공진기와 전자기 인덕터를 활용한 2축 MEMS 자기장 센서를 개발하였다. 센서의 구동주파수를 전환함으로써 직교 방향으로 공진하는 공진기를 구현하였고, 2축 자기장 감지를 실험적으로 증명하였다. 해당 연구는 전기전자공학자협회 (IEEE)가 주최하며 MEMS 분야 최고 권위 학술대회인 2024 37th IEEE MEMS Conference에 구두 발표되었다. 그리고 연구의 우수성을 인정받아 전체 659개의 Paper 중 19개의 구두 발표자에게만 수여되는 Outstanding Student Oral Presentation Award Finalist에 선정되었다. 관련 링크: https://ieeexplore.ieee.org/document/10439558
- 기계공학부 2024.03.20
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- 고효율 및 고안정성 이산화탄소 전기 분해를 위한 고온 전해셀의 미세구조 개선 연구 (2024.02.01)
- 고효율 및 고안정성 이산화탄소 전기 분해를 위한 고온 전해셀의 미세구조 개선 연구 기계공학과 홍종섭 교수 연구팀(공동 1저자 이우석 통합과정)은 KIST 윤경중 박사팀 및 KAIST 이강택 교수팀과 협업하여 온실 가스인 이산화탄소를 전기 분해하여 고부가가치 연료로 변환하는 고체산화물전해셀(SOEC)의 안정성을 개선하는 연구를 수행하였다. 일산화탄소가 잘 배출되지 못할 경우 발생하는 탄소 침적 문제를 연료극 미세구조 개선을 통해 해결하였으며, FIB-SEM 분석과 다중물리 전산해석을 바탕으로 안정성 개선 메커니즘을 규명하였다. 본 연구성과는 열 및 반응공학 분야 최우수 학술지인 Chemical Engineering Journal (2022년 기준 impact factor 15.1, JCR Engineering, Chemical 부문 상위 3.2%)에 게재되어 질적 우수성을 인정받았다. 관련 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148532
- 기계공학부 2024.03.20