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전기차 배터리의 종류와 현재 얼마나 상용화 되었는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리는 대표적으로 리튬이온배터리가 주류이며 전해질 상태에 따라 액체형 고체형 등으로 나뉘며 충방전이 가능한 2차전지로 사용화가 활발하게 진행되고 있습니다 현재는 니켈 코발트 망간 계열과 리튬인산철이 가장 널리 쓰이며 전고체 배터리는 안정성과 에너지 밀도 향상 기대감 속에 연구 개발 단계에 머무르고 있습니다 3차 전지는 에너지 변화과 저장이 결합된 기술을 말하며 아직 실험적 단계입니다
학문 / 전기·전자
25.06.01
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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
학문 / 전기·전자
25.06.01
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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
학문 / 재료공학
25.06.01
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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
학문 / 전기·전자
25.06.01
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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
학문 / 전기·전자
25.06.01
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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.
학문 / 재료공학
25.06.01
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초전도체 관련하여 이슈가 있는데 초전도체인지 아닌지를 확인하는 방법이 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.초전도체 여부를 확인하는 대표적인 방법은 전기저항 측정과 마이스너 효과 관측입니다 전기저항이 특정 온도 이하에서 완전히 0으로 떨어지면 초전도 상태로 판단하고 마이스너 효과는 자석을 밀어내며 자기장을 내부로 침투하지 못하게 하는 초전도체의 특징을 보여줍니다 이 두가지 특성을 동시에 만족해야 진정한 초전도체로 인정됩니다
학문 / 전기·전자
25.06.01
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극저온에서 초전도현상은 왜 생기는건가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.극저온에서 전기저항이 0이 되는 현상이 바로 초전도현상이며 이는 전자가 특정 조건에서 쿠퍼쌍이라는 쌍을 이루며 저항 없이 물질 내부를 이동하기 때문입니다 이때 격자의 진동을 이용해 전자들이 서로 감섭을 피하며 질서 있게 움직이므로 충돌이 없이 전기저항이 사라집니다
학문 / 전기·전자
25.06.01
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전자에 흡수된 에너지도 양자도약을 하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자가 외부에서 특정 양의 에너지를 흡수하면 불연속적으로 더 높은 에너지 준위로 양자도약을 하며 이 때 에너지는 전자의 위치 변화로 전환될뿐 사라지지 않습니다 전자는 고유한 에너지 준위 사이에서만 이동하며 그 사이에는 존재하지 않기 때문에 궤도 사이를 연속적으로 통과하지 않고 순간적으로 점프하는 것처럼 보입니다 전자가 흡수한 에너지는 이 후에 다시 낮은 준위로 떨어질 때 빛으로 방출되어 보존되므로 에너지가 사라지는 것은 아닙니다
학문 / 전기·전자
25.06.01
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전기를 빛으로 변화시키는 원리를 알고 싶습니다
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기는 전등 내부에서 물리적 또는 전자적 과정을 통해 빛에너지로 바뀝니다 백열등은 전류가 필라메트를 가열해 빛을 내고 형광등은 전류가 가스를 자극해 자외선을 만들고 이를 형광물질이 가시광선으로 바꾸는 방식입니다 LED는 반도체 내에서 전자와 정공이 결합하며 직접 빛을 방출하는 원리로 열 손실이 거의 없어 에너지 효율이 매우 높습니다
학문 / 전기·전자
25.06.01
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