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전기차 배터리의 충전 속도를 높이기 위한 최신 기술에 대해서...
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리의 충전 속도를 높이기 위한 최신 기술로는 고출력 급속 충전 기술과 차세대 배터리 소재 개발이 주목받고 있습니다. 급속 충전 기술에서는 800V 아키텍처가 대표적이며 기존의 400V 시스템보다 두 배 더 빠른 충전 속도를 제공합니다. 이 기술은 전기차의 배터리를 단 몇 분 만에 충전할 수 있게 해주며 충전 인프라 역시 점차 이 시스템에 맞게 발전하고 있습니다. 또한 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리는 안전성과 에너지 밀도를 동시에 개선하여 더 빠른 충전이 가능하도록 설계되고 있습니다. 이 외에도 양극과 음극 소재의 개선 예를 들어 리튬 메탈이나 실리콘 기반 음극재가 연구되며 충전 속도와 배터리 수명을 동시에 향상시키고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.18
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전기의 압력을 바꾸는 변압기의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.변압기의 원리는 전자기 유도를 기반으로 전기의 압력, 즉 전압을 변환하는 것입니다. 변압기는 두 개의 코일 즉 1차 코일과 2차 코일로 구성되어 있으며 이들은 철심을 공유합니다. 1차 코일에 교류 전류를 흐르게 하면 철심을 통해 자기장이 형성되고 2차 코일에 유도 전류가 발생합니다. 코일의 감은 수에 따라 전압이 결정되는데 2차 코일의 감은 수가 1차 코일보다 많으면 전압이 올라가고 적으면 전압이 내려갑니다 이 원리를 통해 변압기는 전력 시스템에서 필요한 전압을 효율적으로 변환할 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.18
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고분자 재료가 전자기기에서 절연체로 많이 사용되는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.고분자 재료가 전자기기에서 절연체로 많이 사용되는 이유는 우수한 전기 절연 특성과 가공 용이성 그리고 다양한 물리적 특성을 동시에 제공하기 때문입니다. 고분자는 전자 구조상 자유전자가 거의 없어 전류가 통하지 않으므로 전기적 절연이 뛰어납니다. 또한 고분자는 가볍고 유연하며 원하는 형태로 쉽게 성형할 수 있어 전선 피복, 회로 기판 절연 필름 등 다양한 전자기기 부품에 적합합니다. 고분자는 내열성이나 내습성도 조절할 수 있어 고온이나 습한 환경에서도 안정적인 절연 성능을 유지할 수 있는 점도 중요한 장점입니다. 이로 인해 고분자 재료는 전자기기에서 널리 사용됩니다.
학문 / 재료공학
24.10.18
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열팽창 계수가 작은재료는 어떤 상황에서 필수적인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.열팽창 계수가 작은 재료는 온도 변화에 민감한 정밀 기기나 구조물에서 필수적입니다. 예를 들어 항공우주 부품이나 반도체 기판 광학 장비 등에서는 온도 변화로 인한 미세한 팽창이나 수축이 기기의 성능이나 정밀도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 고온 환경에서 사용되는 엔진 부품이나 원자로 내부 소재에서도 열팽창이 적은 재료가 필요합니다. 이러한 재료는 온도 변화에도 모양과 크기가 크게 변하지 않아 구조적 안정성을 유지하고 기계적 피로나 변형을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다
학문 / 재료공학
24.10.18
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전기.요금이 왜이렇게 계속 오르나요??
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기 요금이 계속 오르는 이유는 여러 가지 복합적인 요소에 기인합니다. 첫째 원자재 가격 상승이 주요 원인으로, 석유 천연가스 석탄 등 전력 생산에 필요한 연료의 가격이 국제적으로 상승하고 있습니다. 둘째, 기후 변화와 환경 규제로 인해 청정 에너지로의 전환이 요구되고 있으며 이는 초기 투자 비용이 크기 때문에 전기 요금에 반영됩니다. 셋째 전력망 유지보수와 현대화를 위한 비용 증가도 한몫하고 있습니다. 마지막으로 전력 수요가 증가하는 가운데 공급이 제한적일 경우 요금이 오를 수밖에 없습니다. 이러한 다양한 요인이 결합되어 전기 요금이 가파르게 상승하고 있는 것입니다.
학문 / 전기·전자
24.10.18
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비철금속에 비해서 .. 금속은 전기를 잘 전도시키는 성질을 가지고 있다고 생각 합니다 . 왜 그런거죠?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.금속이 전기를 잘 전도시키는 이유는 금속 내의 자유 전자 때문입니다. 금속은 결정 구조에서 양성자와 전자가 강하게 결합되어 있지만 일부 전자는 고정된 원자에 묶여 있지 않고 자유롭게 이동할 수 있습니다. 이 자유 전자는 전기장이 가해질 때 전류로 흐르게 되며 이는 금속의 전기 전도성을 높입니다. 반면 비철금속은 전자 이동성이 상대적으로 낮거나 구조적 결함이 많아 전기 전도성이 떨어지게 됩니다. 따라서 금속은 자유 전자의 존재 덕분에 전기 전도성이 뛰어난 특성을 가지게 되는 것입니다.
학문 / 재료공학
24.10.18
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복합재료의 피로 특성의 측정방법과 개선방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.복합재료의 피로 특성 측정 방법에는 피로 시험이 주로 사용되며, 이는 반복 하중을 가해 재료의 내구성을 평가하는 과정입니다. 일반적으로 사이클릭 하중 시험이 활용되며 특히 스트레스-라이프(S-N) 곡선을 작성하여 재료의 피로 한계를 결정합니다. 개선 방법으로는 재료의 조성 조절이나 열처리 및 후처리 기술을 통해 내부 구조를 최적화하고 결함을 줄이는 방법이 있습니다. 또한 비파괴 검사와 같은 기술을 통해 초기 결함을 식별하고, 피로 수명 예측을 개선하기 위한 모델링 및 시뮬레이션 기법을 적용할 수도 있습니다. 이러한 접근 방식은 복합재료의 피로 특성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
학문 / 재료공학
24.10.18
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전자기기에서 전력 손실을 줄이기 위한 혁신적인 기술에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자기기에서 전력 손실을 줄이기 위한 혁신적인 기술 중 하나는 스위칭 전원 공급 장치(SMPS)입니다. 이 기술은 전압 변환 과정에서 에너지 손실을 최소화하는 데 중점을 두며 전력 효율성을 높이는 데 크게 기여합니다. 또한 고급 재료와 초전도체를 활용하여 전기 저항을 줄임으로써 손실을 최소화하는 방법도 주목받고 있습니다. 최근에는 인공지능 기반의 전력 관리 시스템이 발전하고 있어 실시간으로 에너지 소비를 최적화하고 불필요한 전력 소모를 줄이는 데 도움을 주고 있습니다. 이러한 기술들은 전자기기의 성능을 향상시키고 에너지 절약을 실현하는 데 기여하고 있습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.18
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드론의 전력 공급 문제를 해결하기 위한 새로운 전기 기술에 관하여 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.드론의 전력 공급 문제를 해결하기 위한 새로운 전기 기술로는 고효율 배터리 및 에너지 수집 기술이 주목받고 있습니다. 특히 리튬황 배터리와 같은 차세대 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 사이클 수명을 제공하여 드론의 비행 시간을 연장할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 또한 태양광 패널을 이용한 에너지 수집 기술이 개발되고 있으며 드론의 날개나 본체에 장착하여 비행 중에도 전력을 생산할 수 있는 시스템이 연구되고 있습니다. 이 외에도 무선 전력 전송 기술을 통해 드론이 비행 중에도 지속적으로 전력을 공급받을 수 있는 방법이 모색되고 있으며 이러한 혁신적인 기술들은 드론의 자율 비행 및 운영 효율성을 크게 향상시킬 것으로 기대됩니다.
학문 / 전기·전자
24.10.18
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생체 이식용 재료로서 금속이 아닌 재료들이 선호되는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.생체 이식용 재료로서 금속이 아닌 재료들이 선호되는 이유는 주로 생체적합성, 경량성, 그리고 기능적 특성 때문입니다. 금속 재료는 내구성이 뛰어나지만 생체 조직과의 상호작용에서 염증 반응이나 면역 반응을 유발할 수 있는 반면 폴리머나 세라믹과 같은 비금속 재료는 이러한 생체적합성이 뛰어나고 인체 내에서 잘 통합됩니다. 또한 비금속 재료는 다양한 물리적 화학적 특성을 조절할 수 있어 특정 생리적 환경에 맞게 설계할 수 있는 장점이 있습니다. 예를 들어 생분해성 폴리머는 시간이 지나면서 인체에서 자연스럽게 분해되므로 추가적인 수술이 필요하지 않아 환자에게 더 안전하고 편리한 옵션이 될 수 있습니다. 이러한 이유로 생체 이식용 재료로서 금속 외의 재료들이 더욱 선호됩니다.
학문 / 재료공학
24.10.18
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