안녕하세요. 홍기윤 전문가입니다.
Q. 배터리 산업이 급격히 성장 진화하고 있는데요..
안녕하세요. 홍기윤 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. 하지만 가격이 싸다는 무시할 수 없는 장점이 있습니다. 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. 대체로 인조흑연이 천연흑연에 비해 값이 비싸며, 용량도 낮은 편입니다. 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.
Q. 음식을 섭취하면 신체는 어떻게 소화를 시킬까요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.음식이 지나가는 통로 외에도 소화에 도움을 주는 기관이 더 있는데, 침샘, 간, 쓸개, 이자 등이다. 이들은 소화액을 분비해서 음식물을 분해한다. 입 안에 있는 침샘은 침을 분비하는데 침은 탄수화물을 분해해서 단맛을 낸다. 간에서는 지방의 분해를 도와 주는 쓸개즙을 만든다. 쓸개즙은 만들어지는 장소와 저장되는 장소가 다르며 만드는 것은 간이 담당하지만, 저장하는 것은 간 밑에 있는 쓸개가 담당한다. 쓸개는 쓸개즙을 저장하고 있다가 때가 되면 십이지장으로 보내 지방의 분해를 도와 준다. 그런데 십이지장에 모이는 소화액에는 하나가 더 있다. 바로 이자액인데, 위 바로 아래에 있는 이자가 만든다. 이렇게 소화는 많은 기관들이 협동해서 이루어진다.영양소의 흡수분해된 영양소의 흡수는 대부분 작은창자에서 일어난다. 작은창자 안에는 주름이 많이 있고, 이 주름에는 융털이라는 작은 털이 나 있다. 이 융털은 집에서 쓰는 수건의 표면과 비슷하다. 수건의 표면을 보면 물을 많이 닦아 낼 수 있게 작은 실들이 얽혀 있다. 융털도 이와 마찬가지로 닿는 면적을 넓게 해서 영양소를 효과적으로 흡수할 수 있도록 한다.출처:네이버 지식백과
Q. 화전을 하게되면 토지에 어떤 이로운점이 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.산이나 숲을 불태우고 그 자리에 농사를 짓는 경작 방식. 화전은 수도작(水稻作)이 불가능한 산간지대나 고원에서 초지(草地)를 태우고 난 뒤 그 땅에 밭곡식을 심어 거의 비료를 주지 않는 방식인데 나무를 일일이 베고 흙을 골라내는 일반적인 방식으로는 개간하는 데 너무 많은 노력과 시간이 필요하기에 불을 질러 화전을 일구는 것이다. 열대우림과 같은 지역에서는 영양분을 이미 수초가 흡수해버려 의외로 토지 자체는 척박해서 화전이라도 하지 않으면 농사 자체가 불가능할 때가 많아 화전을 택하기도 한다. 이 농업은 극히 원시적인 약탈경제의 한 형태로, 동양에서 가장 오래된 농경방식이다. 중국의 화경(火耕)이나 일본의 야키바타(燒畑)도 이에 속한다.출처:나무위키
Q. 좀비별이란 무엇이고 왜 발생되는건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.좀비별(영어: Zombie star)은 Iax형 초신성의 가설상의 결과로, 폭발 자체로 별의 물질을 완전히 날려버리기 보다는 잔해로서 남겨진 별을 의미한다. Iax형 초신성은 Ia형 초신성과 유사하나, 낮은 질량 방출 속도와 낮은 광도를 지닌다.과학자들은 Iax형 초신성이 Ia형 초신성의 약 5 퍼센트에서 30 퍼센트 비율로 발생할 것이라 생각한다. 서른 개의 초신성이 이러한 유형의 초신성으로 확인되어 왔다.백색왜성과 짝별로 이루어진 쌍성계에서, 백색왜성은 자신의 짝별의 물질을 벗겨내어 흡수한다. 일반적으로 백색왜성은 결국 어떠한 임계질량에 이르러 그에 따라 발생하는 핵융합 반응이 백색왜성을 폭발시켜 완전히 소멸시켜버리지만, Iax형 초신성에서는 백색왜성 질량의 단 절반만이 손실된다.출처:위키백과
Q. 풍력발전기의 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.풍력발전기 원리를 간단히 말하면 날개가회전하는 힘으로 전기를 만들게 되는데 즉, 풍차가 크고 바람의 속도가 빠를수록 날개가 많이 돌아가서 더 많은 에너지를 만들어낼 수 있습니다.그렇기 때문에 바람이 얼마나 센지, 풍차가 얼마나 큰지 이 두 가지가 핵심이라고 할 수 있으며, 이때 바람의 평균 속도는 4m/s 이상으로 불어야 합니다.