
압전의 이해 및 응용
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2024.02.12
문서 내 토픽
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1. 압전 에너지 하베스팅압전 효과를 이용한 압전 에너지 하베스팅은 외부의 기계적 에너지를 압전 재료에 전달하는 단계를 제외하고 총 3단계의 에너지 변환단계로 이루어진다. 이 과정에서 에너지 손실이 발생하므로 변환 효율을 높이는 것이 중요하다. 압전 하베스터를 제작할 때는 기계적 에너지의 효과적인 전달, 전기 에너지로의 변환 효율, 압전 소재의 물성 등을 고려해야 한다.
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2. 압전 소재압전 소재는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 또는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있는 소재로, 압전 에너지 하베스팅에 있어서 높은 압전 성능, 내충격성, 유연성, 내환경성 등의 특성이 요구된다. 압전 소재에는 단결정, 다결정 세라믹, 고분자, 박막, 복합재료 등 다양한 종류가 있다.
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3. 압전 에너지 하베스팅 응용압전 에너지 하베스팅 기술은 나노발전소자, 유연 압전 에너지 하베스팅 소자, 무선 센서, 압전 초음파센서, 인체 이식형 의료기기, Crowd Farm 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 이를 통해 화석연료 사용을 줄이고 친환경적이며 지속가능한 에너지 생산이 가능해질 것으로 기대된다.
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1. 압전 에너지 하베스팅압전 에너지 하베스팅은 압전 소재의 압전 효과를 이용하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술입니다. 이 기술은 주변 환경에서 발생하는 진동, 압력, 변형 등의 기계적 에너지를 수확하여 전기 에너지로 변환할 수 있어 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 특히 센서, 웨어러블 디바이스, 모바일 기기 등 전력 공급이 필요한 소형 전자 기기에 적용할 수 있어 주목받고 있습니다. 압전 에너지 하베스팅 기술은 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공할 수 있으며, 환경 친화적이고 효율적인 에너지 수확 방법으로 평가받고 있습니다. 향후 압전 소재와 에너지 변환 기술의 발전으로 압전 에너지 하베스팅 기술은 더욱 발전할 것으로 기대됩니다.
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2. 압전 소재압전 소재는 기계적 힘이나 변형이 가해지면 전기를 발생시키는 압전 효과를 가진 물질입니다. 대표적인 압전 소재로는 세라믹 계열의 PZT(납지르코늄티타네이트), 단결정 계열의 쿼츠, 유기물 계열의 PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드) 등이 있습니다. 이러한 압전 소재는 센서, 액추에이터, 에너지 하베스팅 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 압전 소재의 성능은 압전 계수, 유전율, 기계적 강도 등 다양한 특성에 의해 결정되며, 이를 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 최근에는 나노 구조, 복합재료, 유기-무기 하이브리드 등 새로운 압전 소재 개발이 이루어지고 있습니다. 압전 소재의 발전은 압전 에너지 하베스팅, 센서, 액추에이터 등 다양한 분야에서 혁신적인 기술 발전을 이끌어 낼 것으로 기대됩니다.
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3. 압전 에너지 하베스팅 응용압전 에너지 하베스팅 기술은 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다. 대표적인 응용 분야로는 웨어러블 디바이스, 스마트 홈, 산업 설비 모니터링, 교통 인프라 등이 있습니다. 웨어러블 디바이스의 경우 사용자의 움직임이나 체내 압력 변화를 이용하여 전력을 생산할 수 있어 배터리
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고상합성법에 의한 BaTiO3 제조와 평가 (XRD 유전율 SEM)1. BaTiO3 합성 및 평가 BaTiO3는 Perovskite 구조의 세라믹 물질로 압전성, 강유전성을 나타내며 커패시터, 전자통신 기기의 변환기 등에 사용된다. 본 실험에서는 고체 상태에서 입자의 확산을 통해 화학 반응을 일으키는 고상합성법(Solid State Reaction Method, SSRM)을 이용하여 TiO2와 BaCO3를 반응시켜 BaT...2025.05.10 · 공학/기술
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Electrochemistry1. 전기화학 전기화학은 전자기학적으로 작동되는 회로와 분자로 구성된 화학적 시스템의 경계에서 일어나는 학문으로, 주로 전류의 흐름에 의해 야기되는 화학적 변화나 화학반응으로 인해 발생하는 전기적 현상들에 대해 연구한다. 이러한 전기화학의 원리를 화학적인 분석 방법에 적용하여 전극과 분석 용액으로 구성된 시스템을 사용해 빠르고 정확한 분석 결과를 얻는 기법...2025.01.23 · 자연과학
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전기화학 실험 1 2 결과레포트1. 전기화학 전기화학은 물질간의 전자의 이동과 그것들에 의한 여러 현상을 취급하는 화학의 한 분야이다. 전기와 화학 반응의 관계를 연구하는 학문으로 자발적, 비자발적 화학 반응을 모두 포함한다. 전기화학을 응용한 기술로는 도금, 양극 산화, 전착 도장, 전지, 전기 영동, 전해 제련, 전해 정제, 전기 방식, 전해 분석, 전해 투석 등이 있다. 2. 일정...2025.04.28 · 공학/기술
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Crystal growth & X-ray diffraction, structure transition of BaTiO3 예비보고서1. 고상소결법 고상소결법을 통해 BaTi, CaTi, SrTi를 제작하고 X-ray diffraction을 이용하여 시료를 관측함으로써 XRD의 원리를 이해한다. 고상소결법은 불순물이 없는 순수한 원료를 고온으로 가열하여 처리하는 소결 방법으로, 시간, 온도, 압력 등의 영향을 받는다. 2. X-ray diffraction X-ray diffraction...2025.05.05 · 공학/기술
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[무기화학실험] 강유전체 BaTiO3의 합성과 상전이_결과보고서 A+1. 강유전체 강유전체(ferroelectircs)는 외부 전기장 없이도 스스로 분극 (자발 분극, spontaneous polarization, Ps)을 가지는 재료로서 외부 전기장에 의해 분극의 방향이 바뀔 수 있는 물질을 뜻한다. 주로 산화물이 많이 응용되고 있으며, 이번 실험에서 사용하는 물질인 BaTiO3가 가장 대표적인 재료이다. 2. BaTiO...2025.01.29 · 자연과학
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Principle of cyclic voltammetry 예비 레포트 A+1. 전류, 전압, 저항 전류는 단위 시간 당 전기를 통과하는 전자의 양으로 암페어 (A) 단위로 측정되며, 전압은 전기 회로에서 전하의 움직임을 유도하는 에너지 차이를 의미하는 볼트 (V) 단위의 전위차이다. 저항은 전기 회로에서 전류의 흐름을 제한하는 속성을 나타내는 옴 (Ω) 단위의 물리량이다. 2. 전위, 전위차 전위는 전기 화학적 반응이 발생하게 ...2025.01.29 · 자연과학
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부산대학교 기계공학부 기계공학응용실험 A+보고서(9. 절삭력 측정실험)-2021년 2학기 7페이지
기계공학 응용실험 REPORT실험 항목 번호 : 9번제 목 : 절삭력 측정실험분반 / 조 :학 번 :이 름 :실험 일자 : 2021.11.16.(화)제출 일자 : 2021.11.23.(화)1. 실험목적선반작업에서의 외경 절삭실험을 행하면서 압전형 힘센서를 이용한 공구동력계를 사용하여 절삭력을 측정한다. 측정된 전기적 신호를 변환하여 PC에서 신호를 분석하는 과정을 통해 절삭기구의 특성을 이해하고, 절삭조건(절삭속도, 이송량, 절삭깊이)의 변화에 따른 절삭력의 경향을 파악한다. 이를 이용하여 공작기계의 설계변수의 결정에 중요한 인자인...2022.12.11· 7페이지 -
에너지 하베스팅, 유기소재 실험 4페이지
압전 에너지 하베스팅 원리- 진동을 이용한 전력 생산 방법, 압전 에너지 하베스팅 -에너지 하베스팅에너지 하베스팅이란 자연적으로 발생하는 에너지원을 수확하여 축적한 후 효율적으로 사용하기 위한 일련의 에너지 소비 과정을 말한다. 자연적으로 발생하는 에너지원은 대부분 우리가 사용하지 않고 버려지는 에너지들이기 때문에 대체 에너지원이자 친환경적인 에너지원으로 신재생 에너지를 사용하는 기술이라고 할 수 있다. 특히 기존의 전기 생성 방법은 복잡하고 어려운 일이었지만 에너지 하베스팅의 경우 우리의 일상생활에서 일어나는 작은 에너지원으로도 ...2021.10.07· 4페이지 -
일반물리학실험_쿨롱법칙 예비레포트 및 응용사례 7페이지
쿨롱의 법칙-예비 보고서-1. 실험 목적평행판 극판을 사용하여 직접적으로 쿨롱의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 이해한다.2. 실험 원리전하는 입자가 갖는 고유한 성질로 전기 현상을 일으키고 양전하와 음전하가 있다. 양전하와 음전하는 서로 끌어당기는 인력이 존재하고 같은 전하끼리는 서로 밀어내는 척력이 존재한다. 물질은 기본적으로 중성이지만 전자가 옮아가느냐 옮아오느냐에 따라 전체적으로 양전하나 음전하를 띨 수 있다. 그리고 한 방향이나 여러 방향으로 전류 즉 전기의 흐름이 가능한 물체나 물질을 도체라고 하며 이와 반대로 전기가 통하지...2025.07.11· 7페이지 -
Fe(CN)63- 의 Voltammogram 예비보고서 19페이지
기기 및 물리화학실험 분반 예비보고서실험명Fe(CN)63- 의 Voltammogram 작성 및 자료 해석실험일자2020년 5월 #일 (화) 3시~실험자공동실험자Ⅰ. 실험목적- Cyclic voltammetry의 기기 원리를 알고 실제 실험을 통하여 이론에 대한 이해를 증진시킨다.- Voltammogram의 해석 방법을 이해하여 electrochemical reaction에 응용한다.Ⅱ. 실험원리1. 전기화학(Electrochemistry)전지는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치인데, 전자의 이동이 수반되는 산화 환원반응을이용한 ...2020.09.14· 19페이지 -
순환전압전류법의 원리와 응용 예비레포트 [분석화학실험, A+] 7페이지
1. 실험 목표① 전기화학분석의 기본이 되는 순환전압전류법(CV)의 원리를 이해하고 응용한다.② 농도에 따른 순환전압전류법의 전류 변화를 관찰한다. 이를 바탕으로 검정곡선을 작성한다.③ 전기화학 활성종의 전극 흡착 여부를, 주사 속도에 따른 전류 변화를 관찰하여 결정한다.2. 실험이론① 순환전압전류법(cyclic voltammetry, CV)1) 순환전압전류법- 전기 분석화학의 기본이 되는 방법(전위차법, 전기량법, 전류법 등)- 전극 전위를 순환 주사하여, 나타나는 전류의 흐름을 측정하는 방법- 전해질에 존재하는 전기 활성 화학종...2025.01.13· 7페이지