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전력 저장장치에서 사용하는 재료에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전력 저장장치(ESS)에 사용되는 재료는 주로 배터리의 종류에 따라 다릅니다. 리튬이온 배터리는 가장 많이 사용되는 전력 저장 장치로 양극 재료로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂) 리튬 철 인산염(LiFePO₄), 음극 재료로는 흑연 전해질로는 리튬염(LiPF₆) 등이 쓰입니다. 이 외에도 납축전지 니켈-카드뮴(NiCd) 배터리 나트륨-황(NaS) 배터리 바나듐 레독스 흐름 배터리(VRFB) 등이 전력 저장에 사용되며 각각에 따라 전해질 전극 소재가 다르게 선택됩니다. 이러한 재료들은 에너지 밀도 충방전 속도 수명 등에 따라 차별화됩니다.
학문 / 재료공학
24.10.21
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자외선 차단용 소재는 무엇이 있나요???
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.자외선을 차단해주는 소재로는 주로 금속 산화물이 사용됩니다. 대표적으로 산화아연(ZnO)과 이산화티타늄(TiO₂)이 널리 쓰이며 이들은 자외선을 흡수하거나 반사하여 인체를 보호하는 역할을 합니다. 이 외에도 유기 자외선 차단제인 벤조페논 파바(PABA) 등의 화합물이 포함된 제품들도 있습니다. 이런 자외선 차단 소재들은 피부에 바르는 자외선 차단제나 선크림 자외선 차단 기능이 있는 옷감 등에 활용되어 인체에 해로운 자외선을 효과적으로 막아줍니다.
학문 / 재료공학
24.10.21
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반도체에서 어떤부위가 나노라는 것인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.반도체에서 말하는 나노는 트랜지스터의 크기를 나타내는 단위로, 정확히는 트랜지스터의 게이트 길이 즉 전류가 흐르는 통로의 길이를 의미합니다. 1나노미터는 10억분의 1미터로 매우 작은 크기이며 반도체 공정에서 나노미터 수치가 작아질수록 트랜지스터가 더 작은 공간에 밀집하여 배치될 수 있습니다. 이는 반도체 칩의 성능을 향상시키고 전력 소모를 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 10나노 공정은 트랜지스터의 게이트 길이가 10나노미터라는 뜻입니다.
학문 / 전기·전자
24.10.21
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미국에서는 언제 백열등이 상용화 되었나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.우리가 흔히 사용하는 백열등은 19세기 후반 토마스 에디슨에 의해 상용화되었습니다. 에디슨은 1879년에 필라멘트를 넣은 백열등을 발명하고 이를 상업적으로 성공시키면서 전 세계 조명 산업에 큰 변화를 가져왔습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.20
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재활용 가능한 주요 금속의 응용 사례는>??
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.재활용 가능한 주요 금속 중 알루미늄 철, 구리, 스테인리스강이 대표적입니다. 알루미늄은 음료수 캔 자동차 부품, 항공기 부품 등으로 재활용되며 에너지 소비가 적고 무게 대비 강도가 높아 다양한 산업에서 활용됩니다. 철과 강철은 건설용 철근 기계 부품 선박 등에 다시 사용되며 구리는 전선 전기기기 배관 등에 주로 재활용됩니다. 스테인리스강은 내구성과 내식성이 뛰어나 주방기구 의료기기 건축 자재 등으로 재활용되어 지속적으로 활용되고 있습니다. 이들 금속의 재활용은 자원 절약과 환경 보호에 큰 기여를 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.20
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배터리 폐기문제의 해결책은????
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.배터리 폐기 문제를 해결하기 위한 방안으로 배터리 재활용과 재사용이 중요한 역할을 하고 있습니다. 배터리에서 유해물질을 안전하게 추출하고 리튬, 코발트, 니켈 같은 희귀 금속을 회수하여 새로운 배터리 생산에 재활용하는 기술이 개발되고 있습니다. 특히 폐배터리를 에너지 저장 장치(ESS)로 재사용하는 방법도 주목받고 있는데 이는 전기차에서 사용된 배터리가 더 이상 차량에서 쓸 수 없을 때도 다른 용도로는 충분히 활용 가능하기 때문입니다. 또한 고체 배터리와 같은 차세대 배터리 기술은 폭발 위험과 유해물질 배출을 줄일 수 있어 장기적인 해결책으로 기대되고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.20
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유망한 차세대 반도체 재료는 무엇이있나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.차세대 반도체 재료로는 실리콘을 대체하거나 보완할 수 있는 다양한 소재들이 주목받고 있습니다. 대표적으로 게르마늄(Ge)과 갈륨 나이트라이드(GaN)가 있습니다. 게르마늄은 전자 이동성이 실리콘보다 높아 고성능 반도체 소자에 유리하며 갈륨 나이트라이드는 높은 전력 효율과 내열성으로 고온 고전압 환경에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 또한 탄화규소(SiC)는 전력 반도체에서 실리콘보다 우수한 효율을 보이며 전기차와 신재생 에너지 분야에서 주목받고 있습니다. 그래핀이나 이황화몰리브덴(MoS2) 같은 2D 소재들도 전자 이동성과 투명성 면에서 우수해 차세대 반도체로 연구되고 있습니다.
학문 / 재료공학
24.10.20
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전자제품의 내구성을 향상시키는 신소재
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자제품의 소형화와 디자인 강조로 인해 내구성 문제가 발생할 수 있지만, 이를 해결하기 위한 신소재들이 개발되고 있습니다. 대표적인 신소재로는 그래핀이 있습니다. 그래핀은 매우 얇으면서도 강도가 강철보다 수백 배 강하고 유연하며 전도성도 뛰어나 전자제품의 내구성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 탄소 나노튜브는 높은 강도와 전도성을 자랑하여 충격과 마모에 강한 특성을 제공합니다. 폴리이미드(PI)와 같은 고분자 재료는 열과 화학적 저항성이 높아 내구성을 증가시키는 데 사용되며 이 외에도 복합 재료들은 다양한 특성을 조합하여 전자제품의 물리적 내구성을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.20
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전기차 충전소의 에너지 관리 방법은?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 충전소에서는 에너지가 효율적으로 관리되기 위해 다양한 기술과 시스템이 사용됩니다. 먼저, 충전소는 전력망에서 직접 전기를 공급받아 차량에 충전합니다. 이때 에너지 관리 시스템(EMS)을 통해 전력 수요를 모니터링하고 최적화하여 과부하를 방지하고 안정적인 전력 공급을 유지합니다. 또한, 일부 충전소는 태양광 패널이나 에너지 저장 장치(배터리)를 결합하여 신재생 에너지를 활용하고 전력 수요가 높을 때는 저장된 에너지를 사용할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이로써 전력망의 부담을 줄이고, 에너지 비용을 절감하며, 지속 가능한 에너지 관리가 가능해집니다.
학문 / 전기·전자
24.10.20
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3D 프린팅 재료의 전도성을 개선하는 방법에 관하여....
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.3D 프린팅 재료의 전도성을 개선하기 위한 방법으로는 주로 전도성 물질을 포함한 복합 재료를 사용하는 것이 있습니다. 예를 들어 그래핀이나 탄소나노튜브 같은 고전도성 나노물질을 플라스틱이나 폴리머와 혼합하여 전도성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 금속 기반 재료인 구리 은 등의 나노입자를 혼합하거나 금속 분말을 활용한 3D 프린팅 기법을 사용하면 전기 전도도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이외에도 특정 폴리머 자체를 전도성 물질로 변환하거나 소재를 프린팅 후 전도성 도료나 코팅을 적용하는 방식도 있습니다. 이러한 방법들은 전자 기기 센서 배터리 등 다양한 분야에서 전도성 3D 프린팅 재료의 활용을 가능하게 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.20
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