초록 ▼

현재 소형 전자기기에 주로 사용되는 리튬이온 배터리의 에너지밀도는 약 90 $W{\cdot}h/kg$로 연속적으로 사용하는 경우에 $3{\sim}4$ 시간 작동이 가능하기 때문에 자주 재충전을 해야 하고, 충전 소요시간이 오래 걸리는 단점이 있고, 또한 배터리의 수명이 짧아서 이들의 폐기로 인한 환경문제도 유발되고 있다. 따라서 향후 보다 완벽한 유비쿼터스 시대를 맞이하기 위해서는, 적어도 500 $W{\cdot}h/kg$ 이상의 에너지밀도는 갖고, 내구성 및 가격이 저렴한

현재 소형 전자기기에 주로 사용되는 리튬이온 배터리의 에너지밀도는 약 90 $W{\cdot}h/kg$로 연속적으로 사용하는 경우에 $3{\sim}4$ 시간 작동이 가능하기 때문에 자주 재충전을 해야 하고, 충전 소요시간이 오래 걸리는 단점이 있고, 또한 배터리의 수명이 짧아서 이들의 폐기로 인한 환경문제도 유발되고 있다. 따라서 향후 보다 완벽한 유비쿼터스 시대를 맞이하기 위해서는, 적어도 500 $W{\cdot}h/kg$ 이상의 에너지밀도는 갖고, 내구성 및 가격이 저렴한 휴대용 파워팩이 절실하게 요구되고 있다. 일반적인 액체 연료가 가지고 있는 에너지밀도는 리튬이온 배터리의 약 100 배 이상이기 때문에, 이러한 액체 연료를 사용하여 효율 5% 이상의 에너지변환장치(연료의 화학에너지 ${\rightarrow}$ 전기에너지)를 개발한다면, 앞에서 언급한 높은 에너지밀도는 갖게 되어, 휴대용 전자기기 및 자립형 로봇 등의 동력원으로 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

The 21st century will be ubiquitous life because electronic devices are miniaturized. That has steadily reduced both the size and cost of integrated circuits. Thus this devices need a miniaturized power sources. But a power density of battery doesn`t increased a lot. Batteries are a prime agent to p

The 21st century will be ubiquitous life because electronic devices are miniaturized. That has steadily reduced both the size and cost of integrated circuits. Thus this devices need a miniaturized power sources. But a power density of battery doesn`t increased a lot. Batteries are a prime agent to penetrate and expand of ubiquitous life. But their intrinsically low energy densities and short lifetimes impose a fundamental limitation. Due to this reasons, a wide variety of conceptual portable power system have been proposed and studied such as a micro gas turbine engine or a micro fuel cell. A small heat engine are also considered as a power source for portable applications. Because the energy density of liquid hydrocarbon(HC) fuels are greater 100 times compared to battery. Therefore, if the fuel conversion efficiencies are greater than 10 %, the operating lifetime of these systems could be increased by greater than 10 times. The use of a liquid fuel also offers the possibility of easy refueling. In this paper a small linear reciprocating engine was designed and tested for a portable power pack.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• CONTENTS...8
• 목차...10
• 그림목차...13
• 표목차...17
• I. 휴대형 파워팩용 초소형 리니어 세라믹 엔진 개발...18
• 제 1 장 서론...20
• 제 2 장 연구동향...23
• 제 1 절 마이크로 가스터빈 발전 시스템...24
• 제 2 절 마이크로 로터리 엔진 발전 시스템...25
• 제 3 절 마이크로 리니어 엔진 발전 시스템...28
• 제 4 절 미니엔진/발전시스템...31
• 제 3 장 개념설계 및 시제품 제작...33
• 제 1 절 초소형 세라믹 리니어엔진 개념설계...34
• 제 2 절 초소형 세라믹 리니어엔진 시제품 제작...39
• 제 4 장 실험장치 및 실험결과...41
• 제 1 절 실험장치...41
• 제 2 절 실험결과...43
• 제 5 장 결론...46
• II. 이동용 전원장치를 위한 초소형 Generator 개발( I )...50
• 제 1 장 서론...52
• 제 1 절 연구 추진 배경...52
• 제 2 절 연구 목표 및 내용...54
• 제 2 장 초소형 발전기의 최적화...56
• 제 1 절 초기 모델의 설정...56
• 1. 모델 설정을 기존 회전식 발전기의 분석...56
• 2. 초기 모델의 설계...59
• 3. 설계 인자의 변화에 따른 모의실험...60
• 제 2 절 최적화 설계...65
• 1. 해석에 사용된 물성치...65
• 2. 발전 유닛의 최적 설계...67
• 제 3 장 결론...74
• III. 연료/공기 혼합장치 개발 및 유동해석...76
• 제 1 장 서론...78
• 제 1 절 개요...78
• 제 2 절 연구목표 및 내용...83
• 제 2 장 연료/공기 혼합장치 개발...85
• 제 1 절 혼합장치에 대한 유동해석...85
• 제 2 절 혼합장치 설계 및 시제품 제작...88
• 제 3 장 공기 공급...94
• 제 4 장 결론...97
• IV. 고출력 전기화학 커패시터의 power pack 적용 및 성능평가...100
• 제 1 장 서론...102
• 제 1 절 기술의 개요...102
• 제 2 절 기술 개발의 필요성...103
• 제 3 절 국내외 관련기술 및 특허 현황...104
• 제 4 절 연구목표...106
• 제 2 장 고출력용 전기화학 커패시터 전극제작 및 특성실험...107
• 제 1 절 CNT의 전처리...107
• 제 2 절 CNT/PPy 나노복합체 제조...108
• 제 3 절 CNT/PPy 나노복합체 전극의 전기화학적 특성...109
• 제 3 장 결론...111