답변 내역

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.천연흑연은 자연에 흑연 상태로 존재하는 광물을 통해 얻습니다. 탄소 성분이 오랜 시간 동안 고온·고압 상태로 층층이 쌓인 판상형 형태를 이루고 있죠. 천연흑연은 인조흑연에 비해 흑연화도가 높고 저가이며, 높은 리튬 이온 저장용량을 나타냅니다. 하지만 입자 형상이 침상 혹은 판상구조를 보이고 불규칙한 구조로 인해 표면적이 크고 edge 면의 노출이 많아서 전지에 적용 시 전해질의 침투나 분해반응에 의해 edge 면이 박리나 파괴되어 비가역 반응이 크게 일어난다는 특징이 있습니다. 그래서 높은 용량을 보이는 특성에 반해 고충전출력 특성은 인조흑연에 비해 떨어집니다.​충방전은 판상형 사이의 틈으로 리튬 이온이 이동하면서 전류가 흐르게 되는 것인데, 천연흑연은 전류의 이동경로가 양옆 2곳밖에 없어 충전과 방전 효율이 떨어집니다. 또 배터리를 계속 사용하게 되면 층이 벌어져 부풀게 되는 스웰링 현상도 자주 발생하게 됩니다.인조흑연은 리튬 이온의 이동 경로가 많아, 효율이 높아 급속충전에 유리하다는 장점이 있습니다. 또 천연흑연보다는 안정적인 구조를 지녀 스웰링 현상이 상대적으로 적게 일어나기 때문에 배터리로 사용될 때 수명이 길다는 특징이 있습니다.​인조흑연의 원료는 석유계 타르로 만들어진 코크스, 석탄계 타르로 만들어진 코크스가 있습니다. 그 두 코크스의 특성이 약간 다른데, 그중 바늘 형태를 띠는 침상코크스가 주된 원료로 사용됩니다. 코크스는 사이즈가 크기 때문에 적당한 크기와 모양으로 가공하는 공정(분쇄-조립)과 열처리(흑연화) 공정을 거치면 인조흑연이 됩니다.하지만 용량 유지율 면에서는 인조흑연이 천연흑연에 비해 우수한 편이고 빠르게 충전할 수 있다는 특징이 있습니다.​인조흑연은 2,500 ℃ 이상의 고열을 가해서 흑연의 결정 구조를 만들기 때문에 천연흑연보다 안정적인 결정구조를 가집니다. 그래서 리튬 이온의 반복적인 충방전에도 결정구조의 변화가 작아서 상대적으로 수명이 깁니다. 일반적으로 인조흑연계 음극활물질은 천연흑연보다 2~3배 정도 수명이 길기 때문에 오랜 수명을 필요로 하는 배터리에 사용될 수 있습니다.​인조흑연은 고온을 이용해 흑연화하는 과정을 거치기 때문에 필수적으로 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있습니다. 고열을 사용하기 때문에 제조비용이 많이 들어가기 때문이죠.​그렇지만 인조흑연의 빠른 충전속도로 인해 많은 기업들이 천연흑연보다 인조흑연을 선택하고 있습니다. 우리나라에서는 포스코케미칼이 인조흑연을 제조하고 있습니다. 값싸고 좋은 제품을 만들어서 중국에 비해 경쟁력을 가지게되면 좋겠습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.스피커에 들어있는 코일에 소리의 전기신호가 흐르면 자기장의 작용에 의해 코일 사이에 있는 철 조각이 움직입니다. 이 진동이 진동판에 전해져 소리가 발생합니다. 소리 신호와 자기장, 전기, 진동판이 있다면 스피커를 만들 수 있다는 얘기죠.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물리 우주론에서 빅 립(Big Rip)이란 우주의 종말에 대한 우리 우주의 가설 모델 중 하나로 항성과 은하에서 원자와 기본 입자 등 우주의 모든 물질과 심지어는 시공간 그 자체가 먼 미래에 우주팽창으로 인해 점진적으로 찢어진다는 가설입니다. 표준 우주 모델에 따르면 우주 척도인자는 가속되고 있으며 먼 미래 우주상수 지배 시대에는 인자가 기하급수적으로 늘어난다고 가정한 것입니다. 하지만 우주팽창은 어느 시점이든지 비슷하며 그렇기 때문에 허블상수가 고정되고 작은 경우에는 우주 물질 구조는 우주 팽창에 거의 영향을 받지 않는다는 이론이죠. 반대로 빅립 시나리오에서는 유한한 시간 안에 허블 상수가 무한대로 증가한다고 가정합니다. 이러한 급격하게 찢어지는 특이점은 불확실한 물리적 성질을 가진 가설상의 물질을 도입해야 성립된다는 가설입니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.배기가스를 매연이라고 부르는 사람도 많은 만큼 매연은 굉장히 좋지 않을 수밖에 없습니다. 특히 배기가스가 검게 보이는 원인인 이 검은 연기는 황의 산화물이라고 부르며 각종 호흡기 질환이나 암을 유발한다고 알려져 있습니다.또한, 배기가스 중 일산화탄소는 담배에서도 안 좋은 성분 중 하나로 꼽혀 있을 정도인데, 인체의 혈액 중에서도 헤모글로빈과 결합을 하며 산소의 운반하는 기능이 굉장히 떨어지게 되므로 자칫 오랫동안 누적되거나 축적되었을 시 사망할 수 있다고 합니다.마지막으로 탄화수소는 독성물질로 알려져 있습니다. 자동차 배기가스가 뿌옇게 쌓여있으면(스모그) 굉장히 조심해야하는 것도 이것이라고 볼 수 있는데요. 오랫동안 외부에서 노출 되었을 경우에 건강한 사람이라고 하더라도 천식과 간, 폐질환과 암을 유발할 수 있는 무시무시한녀석이라고 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지구가 만들어진 후 약 10억 년 동안의 대기에는 인간이 숨 쉴 때 필요한 산소가 거의 없었습니다. 당시의 대기에는 수증기와 질소, 수소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄과 같은 기체만이 가득 차 있었습니다. 이런 환경에서 최초의 생명이 탄생했습니다.초기의 지구 환경과 아주 흡사한 행성은 없습니다. 그래도 가장 흡사한 행성이 화성이 아닐까요?

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.블루라이트란 우리 눈이 볼 수 있는 빛을 가시광선이라고 합니다. 가시광선은 여러 색으로 구성되어 있는데, 이 중 380~500nm 정도로 파장이 짧고 보라색과 파란색을 내는 빛을 블루라이트(청색광)이라고 부릅니다.블루라이트에 장기적으로 노출되면 망막세포에 변이를 일으켜 황반변성 등의 눈 질환을 일으킬 수 있으며, 백내장의 가속화에도 영향을 미칩니다. 또 블루라이트는 눈의 근육과 신경반응을 과도하게 유도하는데, 이때 눈은 물론 목과 어깨의 근육을 긴장시켜 목, 어깨 결림의 원인이 되기도 합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.무회전 슛은 마주 오던 공기가 뒤로 흐르면서 축구공의 상하좌우로 갈리는데, 이 때 공의 뒷면에 공기의 소용돌이가 생깁니다. 이 불규칙한 공기 소용돌이에 의해 공의 움직임이 상당히 불규칙해지는 것입니다. 이 소용돌이는 카르만 소용돌이 또는 카르만 효과라고 부릅니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우박이 내리는 이유는 대기가 불안정해서 강한 상승기류가 있을 때 생깁니다. 땅이 많이 뜨거워져 있는 오후에 주로 발생하지만 한 여름에는 오히려 발생하지 않습니다. 한여름에는 너무 더워 우박이 떨어지는 도중에 녹아버리기 때문입니다. 주로 초여름이나 가을에 많이 발생합니다.우박의 크기는 5mm~10cm 정도이며, 유럽에서는 배구공 정도인 20cm 되는 우박이 떨어진 적도 있습니다. 10cm 크기의 우박은 1초에 1m 정도의 속력으로 하강하는데, 이에 맞을 경우 큰 피해가 예상됩니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.학자들은 행성들의 자전축이 기울어진 이유는 태양계의 행성들이 형성되기 시작할 때쯤 태양계 내의 무수한 소행성들이 있었는데 태양의 만유인력으로 인해 이러한 소행성이 태양계 내에서 운동하다가 각 행성과 부딪히면서 그 충돌로 인해 자전축이 기울어졌다고 보고 있습니다.태양계 행성들의 자전축의 각도는 제각각 다릅니다. 수성은 0.04도, 금성은 177도, 지구는 알다시피 23.5도, 화성은 25도, 목성은 3도, 토성은 26.7도, 천왕성은 98도, 해왕성은 28도 입니다. 특이한 것은 금성의 자전축 기울기는 무려 177인데 이는 완전히 거꾸로 서서 도는 것과 마찬가지입니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.한랭전선은 온대저기압 중심의 남서쪽에 있으며 한랭한 공기가 온난한 공기 쪽으로 , 이동해 파고들면서 온난습윤한 공기를 강제로 상승시키는 형태의 전선을 말합니다. 한랭전선은 한랭한 공기가 온난한 공기 속을 쐐기 모양으로 진행하는 전면에 위치합니다.온난전선은 전선 중에서 따뜻한 기단이 찬 기단 쪽으로 이동하는 전선입니다. 밀도 차이에 의해 따뜻한 기단이 찬 기단 위로 올라타는 형태가 되며 그 때 생기는 경계면을 온난전선면, 온난전선면이 지상과 만나는 선을 온난전선이라 합니다.