고 성능 리튬-황 배터리를 위한 코발트-철 인화물 및 흑연 질화 탄소 나노시트를 이용한 분리막 표면 개질

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 융합과학기술대학원 응용바이오공학과, 2023. 2. 박원철.Lithium-sulfur (Li-S) battery is a promising next-generation energy storage device due to its high theoretical capacity (1,675 mAh g-1), environment-friendliness, low cost, and natural abundance. However, the shuttle effect and sluggish kinetics of lithium polysulfides (LiPs) hinder its commercialization. Herein, I report the synthesis of cobalt iron phosphide@graphitic carbon nitride nanosheet (CFP@CN) modified separator for Li-S batteries. The Li-S cell with CFP@CN separator (CFP@CN-PP) exhibits a high specific capacity of 786.4 mAh g-1 at 1C. Furthermore, the Li-S cell with CFP@CN-PP can still retain a discharge capacity of 528.3 mAh g-1 and a capacity decay rate of only 0.084% per cycle after 650 cycles. And, the Li-S cell with CFP@CN-PP maintains high coulombic efficiency above 99% after 650 cycles. These results indicate that the CFP@CN with a large specific surface can alleviate the shuttle effect by strong chemical interaction with lithium polysulfides. Furthermore, thanks to high electrical conductivity of CFP@CN, the utilization of sulfur and redox kinetics can be improved. This study offers useful insights into designing materials for modified separator of lithium-sulfur battery.리튬-황 배터리는 높은 이론 용량, 친환경성, 저비용 및 자연상의 풍부함으로 인해 주목받고 있는 차세대 에너지 저장장치이다. 그러나 리튬 폴리설파이드의 셔틀효과 및 느린 산화, 환원반응으로 인해 리튬-황 배터리의 상용화에 어려움이 있다. 이 연구에서, 코발트-철 인화물 및 흑연 질화 탄소 나노시트를 정전기적 인력을 통해 합성했다. 이를 리튬-황 배터리의 분리막 표면 개질 물질로써 사용하여 적용해본 결과 전류 밀도 1 C 에서 786.4 mAh g-1의 방전용량을 보였다. 또한 전류 밀도를 1 C 로 인가하여 650회의 충•방전을 진행했을 때 여전히 528.3 mAh g-1의 방전용량과 충•방전 1회 당 0.084 %의 용량 감소율을 보였다. 이러한 결과는 큰 비표면적을 갖는 코발트-철 인화물 및 흑연 질화 탄소 나노 시트가 리튬 폴리설파이드와의 강력한 화학적 상호작용에 의해 셔틀 효과를 완화할 수 있음을 나타낸다. 또한 코발트-철 인화물 및 흑연 질화 탄소 나노 시트의 높은 전기전도도 덕분에 반응에 참여하는 황의 사용량을 증가시키고 산화, 환원 반응을 향상시킬 수 있었다. 본 연구는 리튬-황 배터리의 분리막 표면 개질을 위한 물질을 설계하는 데 유용한 정보를 제공한다.1. Introduction 9 1.1. Lithium-Sulfur batteries 9 1.2. Modified separator in Lithium-Sulfur batteries 10 1.3. Objective 12 2. Experimental Section 13 2.1. Materials 13 2.2. Preparation of graphitic carbon nitride nanosheet 13 2.3. Synthesis of Co-Fe Tris-NH2 13 2.4. Preparation of Co-Fe Tris-NH2@g-C3N4 nanosheet 14 2.5. Preparation of Co-Fe phosphide@g-C3N4 nanosheet 14 2.6. Preparation of modified separator 14 2.7. Preparation of Li2S6 solution 15 2.8. Material characterization 15 2.9. Electrochemical measurements 16 2.10. Symmetric cells for cyclic voltammetry analysis 17 3. Results and Discussion 18 4. Conclusions 38 References 39 국문 초록 (Abstract in Korean) 49석

Therapeutic application of extracellular vesicles for various kidney diseases: a brief review

Extracellular vesicles (EVs) released from different types of kidney cells under physiologic conditions contribute to homeostasis maintenance, immune-modulation, and cell-to-cell communications. EVs can also negatively affect the progression of renal diseases through their pro-inflammatory, pro-fibrotic, and tumorigenic potential. Inhibiting EVs by blocking their production, release, and uptake has been suggested as a potential therapeutic mechanism based on the significant implication of exosomes in various renal diseases. On the other hand, stem cell-derived EVs can ameliorate tissue injury and mediate tissue repair by ameliorating apoptosis, inflammation, and fibrosis while promoting angiogenesis and tubular cell proliferation. Recent advancement in biomedical engineering technique has made it feasible to modulate the composition of exosomes with diverse biologic functions, making EV one of the most popular drug delivery tools. The objective of this review was to provide updates of recent clinical and experimental findings on the therapeutic potential of EVs in renal diseases and discuss the clinical applicability of EVs in various renal diseases.ope

Association of serum mineral parameters with mortality in hemodialysis patients: Data from the Korean end-stage renal disease registry

Background: We investigated the associations between mineral metabolism parameters and mortality to identify optimal targets in Korean hemodialysis patients. Methods: Among hemodialysis patients registered in the end-stage renal disease registry of the Korean Society of Nephrology between March 2012 and June 2017, those with serum calcium, phosphorus, and intact parathyroid hormone (iPTH) measured at enrollment were included. Association of serum levels of calcium, phosphorus, and iPTH with all-cause mortality was analyzed. Results: Among 21,433 enrolled patients, 3,135 (14.6%) died during 24.8 ± 14.5 months of follow-up. After multivariable adjustment, patients in the first quintile of corrected calcium were associated with lower mortality (hazard ratio [HR], 0.84; 95% confidence interval [95% CI], 0.71-0.99; P = 0.003), while those in the fifth quintile were associated with higher mortality (HR, 1.39; 95% CI, 1.20-1.61; P < 0.001) compared with those in the third quintile. For phosphorus, only the lowest quintile was significantly associated with increased mortality (HR, 1.24; 95% CI, 1.08-1.43; P = 0.003). The lowest (HR, 1.18; 95% CI, 1.02-1.36; P = 0.026) and highest quintiles of iPTH (HR, 1.24; 95% CI, 1.05-1.46; P = 0.013) were associated with increased mortality. For target counts achieved according to the Kidney Disease Outcomes Quality Initiative guideline, patients who did not achieve any mineral parameter targets hadhigher mortality than those who achieved all three targets (HR, 1.37; 95% CI, 1.12-1.67; P = 0.003). Conclusion: In Korean hemodialysis patients, high serum calcium, low phosphorus, and high and low iPTH levels were associated with increased all-cause mortality.ope

The fate of manuscripts rejected from Kidney Research and Clinical Practice

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A Study on Market Power Mitigation by Demand Response in Electricity Market

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2015. 8. 박종근.지난 20 여 년 동안 전력 산업에서는 시장 경쟁 도입을 통해 효율성을 향상시키려는 노력이 이루어져 왔으며, 상당부분 성과를 이루었다. 그러나 전력 산업에서의 발전 부분은 과점의 형태를 띨 수 있으며, 이에 따른 발전사업자의 시장 지배력 행사는 경쟁 도입의 효과를 약화시키는 원인이 되어 왔다. 이에 발전 사업자의 시장 지배력 행사를 억제하기 위한 여러 가지 수단이 도입되어 왔다. 그 중 하나인 수요 반응은 발전 사업자의 시장 지배력을 완화할 수 있는 수단으로 주목 받고 있다. 본 논문에서는 발전 회사들의 전력 시장 하에서의 시장 지배력 행사를 인센티브를 제공하여 수요 반응을 통해 완화시키는 방법에 대해 알아보았다. 자율적 풀 형태의 전력 시장 하에서, 각 시장 참여자들의 전략 행위에 의한 시장 균형을 게임 이론적 접근을 통하여 분석하였다. 발전 회사와 소비자들의 이윤함수를 구성하고, 가격 결정자들의 이윤최대화 조건인 최적 반응 함수를 유도하여, 시장 균형을 도출하고, 이에 대해 분석하였다. 전일 에너지 시장에서의 균형은 가격결정자들의 발전량 또는 수요 절감량을 통한 경쟁을 다룰 수 있는 쿠르노 모형을 통해 도출하였다. 자율적 수요 반응 참여에서도 발생할 수 있는 발전 회사의 시장지배력의 행사에 의한 시장 가격 상승 및 잉여의불공정한분배를 더욱 개선하기 위하여, 가격 수용자로 행동하는 소비자가 가격결정자로 행동하는 소비자에게 수요 절감에 따른 인센티브를 제공하게 하여, 그 수준을 시장 개설 이전에 공표하는 선행 전략으로서의 수요 자원 이용 방법을 연구하였다. 본 방법은 사전에 인센티브가 공표되는 수요 반응 프로그램의 특성에 고려하여, 적정 인센티브 수준이 후행 참여자들의 전략에 영향을 미칠 수 있다는 점에 착안하였다. 이를 순차 게임인 슈타켈버그 모형을 통해 참여자들의 행태를 분석하고 균형점을 도출하는 방법에 대해 간단한 참여자 구성에서 해석적인 해를 유도해내었다. 하지만, 가격 결정자로 행동하는 참여자가 늘어날 경우, 해석적인 방법을 통한 분석이 힘들기 때문에, 사례 연구에서는 인센티브 사전 공표 상황, 자율적 수요 반응 참여 상황, 과점 상황, 이상적인 완전 경쟁 상황에서의 시장 균형 값과 그에 따른 잉여들을 비교 분석하였다. 인센티브를 사전 공표하는 수요 반응 상황에서는, 시장 가격의 하락 및 플레이어들에게 과점에서의 후생 분배보다 좀더 공정한 사회 후생 분배를 이루었고 이로 인하여 시장지배력을 완화시키는 결과를 가져오게 되었다.목 차 제 1 장 서론 1 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 논문의 개요 및 구성 7 제 2 장 전력 시장의 구조 9 2.1 전력 시장의 구조 9 2.2 본 논문에서 가정하는 시장 구조 16 제 3 장 수요 반응과 게임 이론 18 3.1 수요 반응의 분류 18 3.2 수요 반응의 사회 후생에 대한 영향 23 3.3 게임 이론적 접근을 통한 시장 균형 26 3.3.1 쿠르노 게임과 전력 시장에서의 균형 29 3.3.2 슈타켈버그 게임과 전력 시장에서의 균형 31 제 4 장 상황 별 전력 시장의 균형 모델링 36 4.1 완전 경쟁 상황에서의 전력 시장의 균형 38 4.2 과점 상황에서의 전력 시장의 균형 41 4.3 자율적 수요반응참여를 포함한 상황에서의 균형 45 4.4 인센티브 공표가 우선되는 수요 반응을 포함한 상황의 균형 63 4.4.1 인센티브 사전 공표 효과 적용 방법의 개요 63 4.4.2 대상 참여자들의 이윤함수 71 4.4.3 참여자들의 이윤 최대화 조건과 시장균형 도출 75 제 5 장 사례 연구 90 5.1 확장된 발전 및 수요 구성 하에서의 시장 균형 92 5.1.1 완전 경쟁 시나리오에서의 시장 균형 결과 95 5.1.2 과점 상황 시나리오에서의 시장 균형 결과 96 5.1.3 자율적 수요반응을 포함한 상황에서의 시장 균형 결과 99 5.1.4 인센티브를 사전 공표하는 시나리오에서 시장 균형 결과 103 5.1.5 시장 지배력 행사 정도의 평가 109 5.2 소비자의 전력에 대한 효용 변화에 따른 시나리오 별 시장 균형 결과 119 5.2.1 기울기 변화에 따른 시장 균형 결과 값에 대한 분석 120 5.2.2 시장 지배력 측정 지수를 통한 분석 130 5.3 실 사례 적용을 위한 사례 연구 138 제 6 장 결론 144 참고 문헌 150 APPENDIX 156 A.1 본 논문에서 나타난 사회 후생 감소에 대한 분석 156 A.2 ESS(Energy Storage System)및 보조발전기의 연계 고려 158 A.3 본 분석 방법 적용에서의 전력 수요 자원 재화와 일반 재화의 차이성 161 A.4 수요 반응 참여 소비자 잉여 비율 (k)의 변화에 따른 시장 지배력 완화 효과 163 Abstract 170 그림 목차 그림 2.1 영국 NETA 시기의 시장 참여자 사이의 관계도 11 그림 2.2 풀 모델과 쌍무 계약 모델의 개념적인 표현 13 그림 2.3 전력 시장 구조 별 시장 및 계통 운영 과정 14 그림 3.1 보상 지급 방식에 따른 수요 반응 프로그램의 분류 22 그림 3.2 수요 반응의 사회 후생에 대한 영향 24 그림 3.3 쿠르노 게임의 균형점 그래프 30 그림 3.4 슈타켈버그 게임의 균형점 그래프 33 그림 4.1 자율적 수요 반응 참여에 따른 소비자 잉여의 손실분 48 그림 4.2 발전 회사의 전략 입찰로 인한 시장 균형의 변화 64 그림 4.3 수요 반응 참여에 의한 영향을 고려한 시장 균형의 변화 65 그림 4.4 인센티브 사전 공표를 포함한 전력 시장의 흐름도 68 그림 4.5 인센티브 사전 공표 효과를 고려한 시장 균형 점의 변화 69 그림 4.6 시장 청산의 흐름과 해를 구하기 위한 역진 귀납과정 76 그림 5.1 기울기의 변화에 따른 시나리오 별 사회 후생의 변화 121 그림 5.2 기울기 변화에 따른 시나리오 별 시장 가격의 변화 123 그림 5.3 기울기 변화에 따른 시나리오 별 완전경쟁 대비 생산자 잉여 증가 125 그림 5.4 기울기 변화에 따른 시나리오 별 완전경쟁 대비 소비자 잉여 감소 126 그림 5.5 기울기 변화에 따른 시나리오 별 수요 반응 량의 변화 127 그림 5.6 기울기 변화에 따른 인센티브 사전공표 수요반응의 인센티브 수준 및 시장 가격 감소분의 변화 128 그림 5.7 기울기 변화에 따른 시나리오 별 러너지수 130 그림 5.8 기울기 변화에 따른 시나리오 별 CSDI 131 그림 5.9 기울기 변화에 따른 시나리오 별 PSDI 133 그림 5.10 완전 경쟁 시나리오에서의 소비자 잉여 및 생산자 잉여의 백분율 134 그림 5.11 과점 상황 시나리오에서의 소비자 잉여 및 생산자 잉여의 백분율 135 그림 5.12 자율적 수요반응 참여 시나리오에서의 소비자 잉여 및 생산자 잉여의 백분율 135 그림 5.13 인센티브 사전공표 시나리오에서 소비자 잉여 및 생산자 잉여의 백분율 136 그림 A.1 현실에서의 비탄력적 수요 곡선과 수요 반응에 의한 후생 증가 156 그림 A.2 Grid, 에너지저장장치, 부하, 그리고 신재생에너지 사이의 관계도 159 그림 A.3 생산 보조금과 반응곡선의 이동 162 그림 A.4.1 수요반응참여 소비자의 잉여 비율 변화에 따른 러너 지수의 변화 165 그림 A.4.2 수요반응참여소비자의 잉여 비율 변화에 따른 PSDI의 변화 166 그림 A.4.3 수요반응참여소비자의 잉여 비율 변화에 따른 CSDI 의 변화 168 표 목차 표 5.1 상정 시나리오들의 구분 및 설명 90 표 5.2 사례 연구에 이용된 발전기들의 정보 93 표 5.3 역수요 함수의 정보 94 표 5.4 완전 경쟁 시나리오 시장 균형 결과 95 표 5.5 과점 상황에서의 시장 균형 결과 97 표 5.6 자율적 수요 반응을 포함한 상황에서의 시장 균형 결과 .100 표 5.7 인센티브의 사전공표 시나리오에서의 시장 균형 결과 105 표 5.8 과점 상황에서의 PSDI 113 표 5.9 자율적 수요반응을 포함한 상황에서의 PSDI 113 표 5.10 인센티브의 사전 공표 시나리오에서의 PSDI ..113 표 5.11 과점 상황에서의 CSDI 116 표 5.12 자율적 수요반응을 포함한 상황에서의 CSDI 116 표 5.13 인센티브의 사전 공표 시나리오에서의 CSDI 116 표 5.14 실 사례 연구에 이용된 발전회사들의 생산비용함수 정보 140 표 5.15 기준 탄력성이 -0.8 일 때의 시장 균형 결과 141 표 5.16 기준 탄력성이 -0.5 일 때의 시장 균형 결과 141 표 5.17 기준 탄력성이 -0.3 일 때의 시장 균형 결과 142 표 5.18 기준 탄력성이 -0.1 일 때의 시장 균형 결과 142Docto

A new opportunity for Kidney Research and Clinical Practice to make a great leap forward as a Science Citation Index Expanded journal

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SMPDL3b modulates insulin receptor signaling in diabetic kidney disease

Sphingomyelin phosphodiesterase acid-like 3b (SMPDL3b) is a lipid raft enzyme that regulates plasma membrane (PM) fluidity. Here we report that SMPDL3b excess, as observed in podocytes in diabetic kidney disease (DKD), impairs insulin receptor isoform B-dependent pro-survival insulin signaling by interfering with insulin receptor isoforms binding to caveolin-1 in the PM. SMPDL3b excess affects the production of active sphingolipids resulting in decreased ceramide-1-phosphate (C1P) content as observed in human podocytes in vitro and in kidney cortexes of diabetic db/db mice in vivo. Podocyte-specific Smpdl3b deficiency in db/db mice is sufficient to restore kidney cortex C1P content and to protect from DKD. Exogenous administration of C1P restores IR signaling in vitro and prevents established DKD progression in vivo. Taken together, we identify SMPDL3b as a modulator of insulin signaling and demonstrate that supplementation with exogenous C1P may represent a lipid therapeutic strategy to treat diabetic complications such as DKD.ope

KRCP's past and future path

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The Prevalence and Management of Anemia in Chronic Kidney Disease Patients: Result from the KoreaN Cohort Study for Outcomes in Patients With Chronic Kidney Disease (KNOW-CKD)

Anemia is a common and significant complication of chronic kidney disease (CKD). However, its prevalence and current management status has not been studied thoroughly in Korea. We examined the prevalence of anemia, its association with clinical and laboratory factors, and utilization of iron agents and erythropoiesis stimulating agents using the baseline data from the large-scale CKD cohort in Korea. We defined anemia when hemoglobin level was lower than 13.0 g/dL in males and 12.0 g/dL in females, or received by erythropoiesis stimulating agents. Overall prevalence of anemia was 45.0% among 2,198 non-dialysis CKD patients from stage 1 to 5. Diabetic nephropathy (DN) as a cause, CKD stages, body mass index (BMI), smoking, leukocyte count, serum albumin, iron markers, calcium, and phosphorus concentration were identified as independent risk factors for anemia. Considering the current coverage of Korean National Health Insurance System, only 7.9% among applicable patients were managed by intravenous iron agents, and 42.7% were managed by erythropoiesis stimulating agents.ope