안녕하세요. 박문수 전문가입니다.
Q. 수소연료전기와 깁스에너지 궁급합니다
안녕하세요.수소연료전지 반응에서 깁스 자유 에너지를 계산할 때, T가 음수여야 한다는 결론이 나온 이유는 부호 해석 과정에서 실수가 있었기 때문입니다.ΔG = ΔH - TΔS에서ΔH는 발열반응이므로 음수(-), ΔS는 기체에서 액체로 변하면서 무질서도가 감소하므로 음수(-)입니다.즉, ΔG = (-) - T × (-)가 됩니다.T는 절대온도로 항상 양수(+)이므로, (-) - (+) × (-) = (-) + (+)가 됩니다.여기서 중요한 점은 ΔH의 절댓값이 TΔS보다 크다면 ΔG 즉, 온도가 낮을수록 (-ΔS)에 의해 ΔG가 더 음수가 되어 반응이 더 자발적으로 일어납니다.따라서 특정 온도 이하에서는 ΔG 즉, 수소연료전지는 상대적으로 낮은 온도에서 자발적으로 작동하는 반응임을 알 수 있습니다.감사합니다.
Q. 수소 연료 전지를 사용을 하는 촉매제로는 어떤것이 있는건가요?
안녕하세요.수소 연료 전지에서 주로 사용되는 촉매제로는 백금(Pt)이 가장 대표적입니다. 백금은 수소와 산소의 반응을 촉진하여 전기를 생성하는데 높은 효율을 보입니다.하지만 백금은 가격이 비싸고 자원이 한정적이기 때문에 이를 대체할 촉매 연구도 활발하게 진행되고 있습니다. 최근에는 백금-코발트 합금, 백금-니켈 합금 등의 합금 촉매가 개발되어 백금 사용량을 줄이는 방향으로 연구가 진행되고 있습니다.또한, 백금이 없는 촉매인 철-질소-탄소 기반 촉매나 전이금속 촉매도 연구되고 있으며, 그래핀 기반 촉매도 차세대 촉매로 주목받고 있습니다. 이러한 촉매들은 백금보다 저렴하면서도 성능을 유지하는 방향으로 개발되고 있습니다.감사합니다.
Q. 정유하는 공정에 필요한 시설은 무엇인가요?
안녕하세요.정유 공정에는 여러 가지 시설이 필요합니다.원유를 가열하여 분리하는 증류탑이 가장 기본적인 설비입니다. 여기서 원유는 끓는점 차이에 따라 나프타, 경유, 중유 등으로 나뉩니다.불순물을 제거하는 탈황 장치는 황 성분을 제거해 환경오염을 줄이고 연료 품질을 향상시킵니다.분자 구조를 변경해 고급 연료를 만드는 개질, 접촉분해 장치도 중요한 역할을 합니다. 이 과정을 통해 휘발유의 옥탄가를 높이거나 경질 연료를 생산할 수 있습니다.이 외에도 저장 탱크, 열교환기, 압축기, 냉각탑 같은 다양한 설비가 필요합니다.감사합니다.
Q. 화약이 처음 발명된 곳은 어디였으며 어떤 과정에서 착안해서 고안해냈나요?
안녕하세요.화약은 중국에서 처음 발명되었습니다. 9세기경 당나라의 도교 연금술사들이 불로장생을 연구하던 과정에서 우연히 발견한 것으로 알려져 있습니다.황, 숯, 초석(질산칼륨)을 혼합하여 가열하던 중 강한 연소 반응이 일어나는 것을 확인했고, 이를 통해 폭발력을 가진 물질을 만들 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 처음에는 약재나 종교적 의식에 사용되었으나, 점차 군사적 용도로 발전하면서 화살, 대포, 폭탄 등에 활용되었습니다.이후 화약 기술은 실크로드를 통해 서양으로 전파되었고, 르네상스 시대 이후에는 무기 뿐만 아니라 산업, 건설, 불꽃놀이 등 다양한 분야에서 사용되기 시작했습니다.감사합니다.
Q. 통신위성.점보여객기.군용기.미사일 등
안녕하세요. 미국이 항공우주, 방위산업, 첨단기술 분야에서 세계적인 강국인 것은 맞지만, 모든 공업 제품이 미국산은 아닙니다.통신위성이나 군용기, 미사일 같은 분야에서는 미국이 기술력과 시장 점유율에서 상당한 우위를 가지고 있습니다. 보잉, 록히드 마틴, 노스럽 그러먼 같은 기업이 대표적이죠. 하지만 유럽의 에어버스, 프랑스의 다소, 러시아의 수호이 같은 경쟁기업들도 있습니다.철강, 조선, 화학, 기계 같은 전통적인 중공업 분야에서는 미국이 강하지만 중국, 독일, 일본, 한국도 강한 경쟁력을 가지고 있습니다. 특히 조선업은 한국과 중국이 세계 시장을 주도하고 있고, 철강 산업은 중국이 압도적인 생산량을 보이고 있습니다.콜라나 주스 같은 소비재는 미국 브랜드가 글로벌 시장에서 영향이 크지만, 각 나라에서도 로컬 브랜드가 존재합니다. 결론적으로 미국이 많은 산업에서 강한 경쟁력을 가지고 있지만, 모든 산업에서 독보적인 것은 아니며, 다른 국가들도 각자의 강점을 가지고 있습니다.감사합니다.