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고체 산화물 연료전지에 사용되는 재료의 특성
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.고체 산화물 연료전지(SOFC)에 사용되는 재료는 높은 내열성과 내화학성이 요구됩니다. SOFC는 고온에서 작동하기 때문에 재료는 고온에서도 안정성을 유지하고 성능을 발휘할 수 있어야 합니다. 주로 사용되는 전해질은 이온 전도도가 높아야 하며 대표적으로 이트리아 안정화 지르코니아가 사용됩니다. 또한 전극 재료는 산화환원 반응을 촉진하고 전기 전도성이 뛰어나야 하며 니켈 기반 재료가 연료극, 라놀란타계 페로브스카이트가 공기극에 자주 사용됩니다. 이 재료들은 높은 효율과 긴 수명을 제공하면서도 고온에서 안정적인 작동을 보장합니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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스마트 홈에서 IoT 기기의 전력 소비를 줄이는 해결책?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.스마트 홈에서 IoT 기기의 전력 소비를 줄이기 위한 해결책으로는 저전력 무선 통신 프로토콜과 효율적인 전력 관리 기술이 중요하게 사용됩니다. 예를 들어, Zigbee, Z-Wave, 그리고 Bluetooth Low Energy 와 같은 저전력 통신 기술은 IoT 기기들이 적은 에너지로 데이터를 주고받을 수 있게 하며 이는 전력 소모를 크게 줄입니다. 또한 에너지 하베스팅 기술을 통해 주변 환경에서 소량의 에너지를 수집하여 IoT 기기를 구동하거나 보조 전원으로 활용할 수 있습니다. 더불어 기기가 필요할 때만 작동하는 스마트 전력 관리와 슬립 모드 기능도 전력 절감에 기여합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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5G 통신이 저지연을 달성하기 위한 해결책
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.5G 통신이 저지연을 달성하기 위해서는 여러 가지 기술적 해결책들이 사용됩니다. 먼저, 밀리미터파와 같은 높은 주파수 대역을 활용하여 더 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있습니다. 또한 소형 기지국을 더 촘촘하게 배치하여 신호 전파 거리를 줄이고 그 결과로 지연 시간을 줄입니다. 네트워크 슬라이싱 기술을 통해 특정 서비스에 맞는 전용 네트워크를 제공하여 각 서비스의 요구에 맞는 최적화된 속도와 지연 시간을 보장합니다. 마지막으로, 에지 컴퓨팅을 통해 데이터 처리를 중앙 서버가 아닌 사용자 가까운 곳에서 수행해 처리 시간과 네트워크 지연을 크게 줄입니다. 이들 기술이 결합되어 5G의 저지연 통신이 가능해집니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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지능형 건축 재료와 건물의 에너지 효율성에 대하여...
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.지능형 건축 재료는 건물의 에너지 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 재료는 환경 조건에 따라 자율적으로 반응하여 에너지 소비를 줄이도록 설계되었습니다. 예를 들어 스마트 윈도우는 외부 온도와 빛의 강도에 따라 자동으로 투명도나 반사율을 조절하여 냉방 및 난방 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한 변형 재료는 온도에 따라 건물의 단열 성능을 조절하거나 태양광 패널 통합 재료는 햇빛을 전기로 변환하여 자체적으로 에너지를 생산할 수 있습니다. 이처럼 지능형 재료는 건물의 에너지 사용을 효율적으로 관리해 환경 영향을 줄이는 데 기여 합니다
학문 / 재료공학
24.10.19
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바닷물에서 부식을 견디는 합금의 설계
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.바닷물에서 부식을 견디는 합금을 설계할 때 가장 중요한 원리는 내식성을 높이는 것입니다. 바닷물에는 염분이 많아 금속이 쉽게 부식되기 때문에 합금에 부식에 강한 원소를 첨가하여 이를 방지합니다. 대표적으로 니켈 크롬 몰리브덴과 같은 원소가 합금에 추가되어 부식 저항을 강화합니다. 크롬은 표면에 산화 피막을 형성해 부식을 방지하고 니켈과 몰리브덴은 합금의 강도와 내식성을 더욱 높여줍니다. 또한 합금의 미세구조와 표면 처리 방법도 부식을 줄이는 데 중요한 요소입니다.
학문 / 재료공학
24.10.19
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인공위성 통신에 사용되는 고주파 회로 설계
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.인공위성의 통신에서 사용되는 고주파 회로 설계는 몇 가지 주요 어려움이 있습니다. 고주파에서는 신호 손실, 간섭, 그리고 신호 반사와 같은 문제가 더 두드러지며 이러한 요인들이 회로 성능에 큰 영향을 미칩니다. 특히 고주파에서는 전파의 파장이 짧아지기 때문에 작은 회로 요소들의 배치나 길이 차이도 신호 왜곡을 초래할 수 있습니다. 또한 인공위성은 극한의 온도 변화와 진동을 겪기 때문에 고주파 회로가 이와 같은 환경에서 안정적으로 작동하도록 설계하는 것도 큰 도전입니다. 정확한 부품 선택과 미세한 설계 조정이 필수적입니다
학문 / 전기·전자
24.10.19
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라듐은 왜 빛이나는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.라듐이 빛나는 이유는 방사능으로 인해 발생되는 방사성 붕괴 과정에서 에너지가 방출되기 때문에 그렇습니다 라듐은 방사성 원소로 붕괴하면서 알파 입자와 같은 방사선을 방출하고 이 방사선이 주변의 물질과 상호작용하여 빛을 만들어냅니다. 특히 라듐이 페인트 등에 섞이면 어두운 곳에서 스스로 빛을 내는 야광 효과가 나타나는데 이는 방사성 붕괴로 인한 에너지가 특정 물질을 자극해 빛을 방출하게 하는 현상 입니다
학문 / 재료공학
24.10.19
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전기의 흐름방향과 전자의 이동방향이 반대인 이유는?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기의 흐름 방향과 전자의 이동 방향이 반대인 이유는 역사적인 관습에서 비롯되었습니다. 전류의 개념이 처음 정립될 당시 전자가 발견되기 전이었기 때문에 과학자들은 전류가 양전하가 이동하는 방향으로 흐른다고 가정했습니다. 나중에 전자의 존재가 밝혀지고, 실제로는 음전하를 띤 전자가 반대 방향으로 이동한다는 사실이 드러났지만 이미 전류 방향을 정의한 전통적 방식이 널리 사용되고 있었습니다. 이를 개정하는 대신 기존 전류 정의를 유지하면서 전자의 이동을 음전하의 흐름으로 설명하는 방식이 더 실용적이었기 때문에 그대로 사용하고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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전기에서 교류와 직류의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.교류와 직류의 가장 큰 차이점은 전류의 흐름에 있습니다 직류는 한 방향으로 일정하게 흐르고 교류는 방향과 크기가 주기적으로 변합니다. 교류는 전력 손실이 적고 장거리 전송에 유리해 발전소에서 가정까지 전력을 공급할 때 주로 사용됩니다. 반면 직류는 전자 기기나 배터리 구동 장치에서 안정적이고 효율적인 전력을 제공하기 때문에 사용됩니다. 두 전류는 각각의 장점이 있어 상황에 따라 사용되지만 이를 직접적으로 합쳐서 사용하는 것은 기술적으로 어렵습니다. 대신 교류를 직류로 변환하거나 그 반대로 변환하는 방식으로 함께 활용할 수 있습니다
학문 / 전기·전자
24.10.19
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전자 궤도의 종류에는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자 궤도는 전자가 원자핵 주위를 돌 수 있는 공간으로, 양자역학에서 에너지 준위에 따라 다양한 형태로 나타납니다. 전자 궤도는 주로 s, p, d, f로 분류되며, 각각의 궤도는 전자가 가질 수 있는 에너지를 나타냅니다. s-궤도는 구형으로 가장 단순한 형태이고 모든 에너지 준위에 존재합니다. p-궤도는 아령 모양으로 3가지 방향(x, y, z)으로 분포합니다. d-궤도는 더 복잡한 형태로 5가지 종류가 있고, 주로 전이 금속에서 중요합니다. f-궤도는 가장 복잡한 구조로 7가지 형태가 있으며, 주로 희토류 원소에서 나타납니다. 각 궤도는 원자의 에너지 준위와 화학적 성질에 영향을 미칩니다.
학문 / 전기·전자
24.10.19
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