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NEW 金钟铉教授研究组研发出可用于家畜健康诊断的穿戴式模块核心技术
- 2020-08-12
- 8301
2020-07-29
我校金钟铉教授研究组与澳大利亚研究组共同成功研发出了可以诊断家畜疾病和健康的太阳能电池型自律电源可穿戴模块的核心技术。因此，大规模农户有望构筑能够实时诊断及预测家畜健康状况的尖端平台。
金钟铉教授（应用化学生命工程系，研究生院分子科学技术系）表示，所属的共同研究组对CZTS基础低潮度太阳能电池的研究结果，于7月21日刊登在杂志名为《Journal of Materials Chemistry A》、《影响分子:11.301，JCR上游6.7%》的网络版上。
论文题目是"Castright结构CZTS(Se)薄膜太阳能电池的低潮度输出原理研究(Investigation of Low Intensity Light Performances of Kesterite CZTSe, CZTSSe, and CZTS Thin Film Solar Cells for Ind Aopp)。亚洲大学、绿色能源研究院、全南大学、澳大利亚新南威尔士大学也参与了此次研究。
研究组首次查明了可以在室内低潮度环境中广泛使用的以CZTS(Se)为基础的太阳能电池的原理。 以CZTS薄膜为基础的太阳能电池是低成本的环保光吸收材料，是代替现有高费用或重金属基础的环境有害性太阳能电池的新一代太阳能电池，一直备受瞩目。众所周知，CZTS太阳能电池在拥有高光量的室外太阳光下，具有优秀的光电转换效率，但对于在阴天或室内照明等低潮环境下使用的可能性，研究并不充分。
对此，共同研究组从战略上通过制作可以在低潮度环境中广泛使用的CZTSSe薄膜，查明该薄膜在低潮度环境中也可以驱动物联网(IoT)传感器的水平进行电力生产。这表明，以CZTSSe薄膜为基础的太阳能电池可以作为室内及室外使用的多种物联网(IoT)传感器驱动用自动电源元件。
为了预防猪热病、口蹄疫等家畜疾病的发生，防止家畜疾病的进一步扩散，同时为了提高动物的福利，需要能够实时诊断和预测室内外各种畜产环境下家畜的健康状况的有效监督系统。金钟铉教授研究组此前组建了全球产学研研究集团，为构筑家畜健康监测系统进行了各种研究。亚洲大学（金钟铉教授）、全南大学（金镇赫教授）、电子零件研究院（金振哲博士、朴鲁昌博士）、绿色能源研究院（朴钟成博士）、大延C&I（株）、澳大利亚新南威尔士大学（University of New South Wales）、昆士兰大学（University of Queensland）共同参与研究。
共同研究组考虑到家畜的多种生活环境和广阔的生活半径，开发出了不受环境制约、可以稳定供应电源的无线型独立电源系统。同时开发出了家畜可以佩戴的传感器，制作出了用于家畜健康诊断的自律电源可穿戴的传感器模块，在澳大利亚进入了实证研究。农户们可以通过传感器确认个别家畜的状态。
这种传感器模块中使用的无线自主电源的核心是可以在室内外使用的太阳能电池，联合研究小组此前曾开发出在室内外产生优秀功率的佩罗夫斯卡德太阳能电池，并在著名学术杂志《纳米能源（Nano Energy）》2020年2月号上发表过。对于开发出来的太阳能电池的实际应用袋技术也进行了持续的研究，相关成果曾在2018年12月号《太阳能电池与太阳能电池（Solar Energy Materials & Solar Cells）》上发表过。
金钟铉教授解释称"我们以此前的研究为基础，自主开发出了以太阳能电池为基础的无线自动电源圆形可穿戴式传感器模块，并把它戴在澳大利亚布里斯班家畜农场的牛身上，正在进行实证研究"，"还计划对澳大利亚其他地区的家畜农户进行大规模实证研究"。
共同研究组为了理解澳大利亚大型畜产农家实际需要的技术，并开发这些技术，正在召开周期性的自身研究交流会。澳大利亚是家畜产业发达的农业技术领域的发达国家，非常关注通过家畜的健康诊断增加农民收入。研究组得到澳大利亚新南威尔士纳洛明市（Narromine）和市长戴维斯（Craig Davies）的追加支援，计划扩大实证研究园区。
金钟铉教授表示"如果研究组成功开发出可穿戴家畜健康诊断模块的最终产品，在澳大利亚农畜产业界商用化的可能性很高"，"计划在通过实证研究得出的大数据分析技术的基础上，追加引进目前正在计划中的AI基础分析技术，构建国家、家畜别疾病、健康诊断平台"。
相关研究结果以产业通商资源部、韩国产业技术振兴院支援的国际共同技术开发事业（P0006857）和科学技术信息通信部、韩国研究财团支援的韩-奥塞尼亚合作基础构建事业（NRF-2018K1A3A1A17081404）为基础进行。
（注：本文出现的所有人名均系音译）