안녕하세요. 전문가 김찬우 입니다.
화학
Q. 차세대 전지로 주목받고 있는 전고체 전지는 기존 리튬 이온 전지와 비교했을 때 어떠한 장점이 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.전고체 배터리야 말로 배터리 업계의 게임체인저로 불리는 배터리 입니다.일단 배터리의 핵심 재료중의 하나인 전해질이 액체상태인 현재는 외부의 충격 및 과충전에 따라 폭발이 일어날 가능성이 높습니다. 하지만 전고체 배터리는 이러한 전해질이 액체가 아닌 고체이고 성분 자체가 기존의 전해질이 가연성 물질이었으면 전고체 배터리는 재료자체가 가연성 물질이 아닌 것들로 만들어져 폭발의 위험이 현저히 낮아지기 때문입니다.또한 액체보다 고체의 밀도가 높은것 처럼 에너지의 밀도도 기존 액체 전해질 배터리보다 높아 더욱 긴 수명을 가지고 있습니다.하지만 비싼 제조 비용과 고체인만큼 전해질 내에서 이온이 빠르게 전달되지 못하다보니 출력이 낮고 충전속도도 과거 배터리보다는 단점을 가지고 있어 해당부분이 보완된다면 혁신적인 배터리가 만들어질 것 입니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 전지에서 전해질이 중요한 역할을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.전해질은 양극과 음극사이에 전기를 흐르게 하는 전하가 이동하는 통로 입니다. 이러한 이동이 원활해야 전기가 안정적으로 생산이 됩니다. 또한 양극과 음극 사이에 직접 만나지 못하게하는 완충제 역할도 하고 있습니다.이러한 전해질이 불안하게 되면 자연스레 전하의 이동이 지연이 생겨 전기가 제대로 생성되지 않고 전해질은 가연성 물질 덩어리이기 때문에 전해질이 불안정해지면, 전기차 배터리의 열폭주 처럼 폭발과 함께 대형 화제가 발생 할 수도 있습니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
환경·에너지
Q. 초음속미사일은 정말 게임체인저가 될수있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.초음속 미사일은 현재도 보유하고 있습니다. 초음속은 마하 1~5 사이의 속도를 말하고 극 초음속은 마하 5이상의 속도를 말합니다. 현재 게임체인저로 불리는 미사일들은 극 초음속 미사일 입니다. 마하 5 이상으로 발사되면 레이더를 통해 감지하여 사드와 같은 미사일 방어체계로 대처할 수 없기 때문입니다. 너무 빠르기 때문에 궤도를 예측할 수 없기 때문에 대응하지 못하기 때문에 게임체인저로 불리우고 있습니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 공유 결합의 극성이 분자의 전체 극성과 반드시 일치하지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.결론부터 말씀드리면 분자의 기하학적 구조 때문입니다.극성공유결합은 원자사이에서 발생하고 분자전체의 극성은 쌍극자 모멘트의 합으로 결정되는데 원자사이의 결합이 비대칭이어도 이러한 쌍극자 모멘트의 합이 대칭적으로 배열되면 서로 상쇄되어 무극성을 띌수도 있습니다. 대표적으로 CO2 인 이산화탄소를 들 수 있는데 C-O 사이는 극성공유결합을 가지고 있습니다. 하지만 두개의 C-O 결합이 반대방향으로 위치하게 되면서 쌍극자 모멘트의 합이 서로 상쇄되어 무극성 분자가 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학공학
Q. 알카리수 정수기사용에서 온수는 좋지못한가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.알칼리수는 ph 가 중성이 아니라 ph 7 보다 커서 염기성을 띄고 있는 물입니다. 이러한 염기성을 알칼리성 이라고 부릅니다.자연에서도 알칼리수가 나오고 이것이 몸에 좋다하여 인공적이 알칼리수를 만드는 정수기들이 있는데 물을 전기분해 하여 수산화 이온을 더욱 많이 만들고 무기물인 미네랄도 이온화 되어 있어서 마치 이온음료를 마친것 처럼 채내 흡수가 잘되고 건강에 조금 더 도움이 되는 것으로 알려져 있습니다.하지만 이 알칼리수를 끓이면 이러한 이로운 물질들이 사라지고 무기물들도 바닥에 침전되어 불순물이 보이고 맛이 바뀌기 때문입니다. 그리고 이것을 음식에 사용하면 식감이 바뀌고 단백질의 경우 식이섬유와 결합하여 구조를 변화시키기에 식감과 맛이 바뀌어 버립니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
미술
Q. 일본에서 유명한 가쓰시카 호쿠사이의 작품은 어떤 특징이 있을까요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.호쿠사이 하면 우끼요에 라고 할정도로 일본을 대표하는 우끼요에 작가 입니다.우끼요에는 색판화를 말합니다. 그가 그린 우끼요에 중 파도치는 작품은 아직까지도 많은 사람이 좋아하며 다양한 옷이나 광고 등에 사용되는 그의 대표적인 이미지 입니다.호쿠사이만의 특징은 아니지만 우끼요에느 원근법의 고정관념 아래 있던 당시 서양과 달리 원근법을 무시한 역동적인 표현과 과감한 구도가 특징입니다. 특히나 자연과 사람을 묘사할때 동양화의 산수화 처럼 자연은 크게 사람은 작게 그림으로써 서양사람들이 보았을땐 너무나 신선한 개념이었습니다.우끼요에가 유럽으로 넘어가고 당시 유럽의 그림이 일본으로도 넘어가게 되면서 호쿠사이는 대담하게도 당시 유럽의 스타일을 접목하여 원근법과 입체, 균형과 비례 등을 사용하여 자신의 작업을 더욱 발전시켜서 더욱 유명해지게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
환경·에너지
Q. 잠수함 기술, 어느 정도까지 와있나요?!!
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.우리나라의 잠수함 기술을 세계 10위권 안에 포함됩니다. 세계적으로 잠수함을 만들 수 있는 나라가 10군데도 되지 않기 때문입니다. 그중에서 수출을 한 나라는 독일 프랑스 스페인 스웨덴 러시아 중국이 있으며 한국도 2011년 인도네시아에 수출은 한적이 있을 정도로 기술이 뛰어납니다.현재 국내 최고 수준의 참수함은 KSS-iii 라고 하여 도산안창호 잠수함인데 3000톤급이고 핵잠수함은 아니지만 디젤-전기참수함으로 수중에서 핵잠수함이상으로 오래 잠수 할 수 있는 AIP 라는 공기 없이 장시간 바다에서 잠수하여 작전할 수 있는 잠수함 입니다. AIP 는 air independent propulsion 의 약자로 공이불요추진 이라고 하여 과거의 디젤 잠수함은 배터리 충전을 위해 주기적으로 수면으로 올라와야 했으나 해당기술은 그런 단점을 해결한 획기적인 기술 입니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 금속에 다른 금속을 표면에 입히는 도금 과정은 전기 분해를 통해서 할 수 있다고 하던데 어떤 원리로 할 수 있나요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.산화 환원 반응으로 도금을 하게 됩니다.금속은 금속원자와 자유 전자로 이루어져 있습니다. 쉽게 설명하면 전해질에 금속을 녹여서(이온화) 전기를 통하게 되면 원하는 금속에 얇게 도금을 시킬 수 있습니다.도금당할 금속에 음극을 연결하고 도금시킬 금속에 양극을 연결하는데 이 두가지 금속을 전해질에 넣어놓습니다. 양극에서는 전자를 잃어 금속이온이 전해질에 녹아 들어가게 되고 음극에서는 전하가 전해질로 들어가 양이온화된 금속이온과 결합하여 도금당할 금속에 달라붙어 얇은 막을 형성하게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
재료공학
Q. 석고와 시멘트를 섞어도 될까요?공예품이나 화분같은걸 만들려고 하는데
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.석고와 시멘트는 성분이 다릅니다. 일단 섞어도 일대일 비율만 아니라며 굳어서 형태는 유지하게 됩니다. 하지만 단일한 재료로 만든것 보다 오히려 강도는 떨어지게 될 것 입니다.왜냐하면 물과 시멘트가 반응하면 수산화칼슘이라는 것이 생기는데 이것이 석고와 만나면 반응하여 서로 얽겨붙지 않도록 방해하여 구조가 균일하게 형성되지 않기 때문입니다. 시멘트가 무거우시다면 가벼운 돌맹이나 모래들을 섞어서 만드시면 화분의 물빠짐도 좋고 무게도 줄어들어 도움이 될거승로 생각됩니다.그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
화학
Q. 갈바니 전지와 전해전지에서 전극의 부호가 반대인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.둘다 산화와 환원의 원리를 사용하지만 갈바니 전지는 자발적인 반응이고 전해전지는 비자발적 반응이기 때문입니다.갈바닉전지는 자발적인 반응으로 음극에서 산화반응이 일어나고 전자를 내어놓다보니 음극이며 양극에서는 방출된 전자를 받아 환원이 일어나는 곳으로 양전하 입니다.반대로 전해전지의 경우 외부에서 전기에너지를 주입해서 반응하는 비자발적인 전지 입니다.음극에서는 외부의 전원장치에서 전자를 공급받으므로 환원 반응이 일어나며 외부전원인 음극이 연결되어 있기에 음전하를 띱니다. 양극에서는 외부전원 장치의 양극이 연결되어 전자를 외부로 배출합니다. 전자를 강제로 뺏기다보니 산화반응이 일어나며 양극을 띄게 됩니다. 그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)