안녕하세요 김재훈 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전기차 배터리의 원리가 궁금합니다?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리는 리듐이온 배터리가 주로 사용되며 충전 시에는 외부 전력에 의해 리듐이온이 음극으로 이동해 저장하되고 방전 시에는 양극으로 다시 이동하면서 전자기 외부 회로를 통해 흐르며 전기를 공급하는 원리입니다 전해질은 이온의 이동을 가능하게 하고 분리막은 양극과 음극이 직접 닻지 않도록 하여 단락을 방지하는 역할을 합니다
재료공학
Q. 알루미늄은 어떤 광물?로 만들어지는지 궁금하며 우리 일상에서 어디에 많이 사용되고 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.알루미늄은 주로 보크사이트라는 광물에서 추출되며 정제 과정을 통해 산화알루미늄을 만든 뒤 전기분해로 금속 알류미늄을 얻습니다 알루미늄은 가볍고 부식에 강해 일상에서 음료 캔 창문틀 스마트폰 자동차 부품 주방용품등 다양한 용도로 널리 사용됩니다 철처럼 쉽게 녹슬지는 않는데 표면에 자연스럽게 생기는 산화알루미늄 보호막이 내부 금속을 보호해 부식을 방지해 줍니다
전기·전자
Q. 전기 배터리에는 양극재와 음극재가 있다고 합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기 배터리에서 양극재는 방전 시 리튬이온을 배출하는 쪽으로 주로 리튬이 함유된 금속 산화물이 사용되며 음극재는 충전시 리튬이온을 저장하는 쪽으로 주로 흑연이 사용됩니다 양극은 전자를 받아들이고 산화 반응이 일어나며 음극은 전자를 내보내고 환원 반응이 일어나 전류 흐름을 형성합니다
전기·전자
Q. 수소전기차는 어떻게 전기를 발생시키나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.수소전기차는 연료전지에서 수소와 공기 중 산소를 화학 반응시켜 전기를 생성하는데 이 과정은 전기분해의 역반응이라 볼 수 있습니다 연료전지 내부에서 수소는 전저와 양성자로 분리되고 전자는 외부 회로를 따라 이동해 전기를 공급하며 양성자는 전해질을 통과해 산소와 결합해 물을 생성합니다 이 처럼 수소는 연료 역할을 하며 차량은 전기로 구동 모터를 돌려 움직이고 배출물은 오직 물뿐이라 친화경 적입니다
재료공학
Q. 하늘을 나는 비행기와 우주로 가는 우주선을 만드는 재질은 다른건가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.비행기나 전투기 그리고 우주선은 안전을 위해 매우 튼튼한 재료로 만들어 집니다 항공기의 경우 주로 알루미늄 합금이 사용되는데 이는 가볍고 강하며 부식에 강하기 때문입니다 또한 최근에는 강철보다 가볍고 알루미늄보다 튼튼한 합금이나 더욱 가볍고 강성이 뛰어난 탄소섬유 복합재료의 사용도 증가하고 있습니다 특히 전투기는 초고속 비행과 기동시 발생하는 엄청난 압력을 견뎌야 하므로 기체 일부에 티타늄 합급이나 고강동 내열 합금이 적용되기도 합니다 우주선은 대기권 재진입 시 발생하는 엄청난 고열을 견디기 위해 셔틀의 경우 기체 외부에 특수 세라믹 타일이나 내열 합금 등이 주로 사용되며, 다른 부분에는 알루미늄 티타늄 그리고 가볍고 강한 탄소 탄소 복합재료 등이 사용됩니다.