답변 내역

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양광(光) 발전은 햇빛 이용해 전기에너지로 변환하는 발전입니다. 햇빛을 받으면 태양광 패널의 양전지가 빛을 흡수하고, 그 빛을 내포한 에너지가 반도체 안에서 정공(+)와 전자(-)를 발생시키는 광전효과에 의해 전기를 발생시키는 발전 방식입니다. 즉, 태양광 발전 시스템은 '태양광 발전 모듈'을 이용해 빛을 직접 전기로 바꿀 수 있기 때문에 따로 발전기가 필요하지 않습니다. 태양열 발전은 태양으로부터 오는 복사 광선을 집열판으로 흡수해 열에너지를 모은 후 이 열을 이용하여 전기에너지를 만드는 방식입니다. 즉, 태양에너지에서 나오는 열로 물을 끓여 나온 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산합니다. 태양빛을 열에너지에로 바꾸고, 열에너지를 다시 운동에너지로 바꾸고, 운동에너지를 다시 전기 에너지로 바꾸는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.번개 칠 때는 차 안에 있는 것이 안전합니다. 자동차는 금속으로 되어 있어 전기가 잘 흐를 것 같지만, 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 도체로 이루어져 있어 벼락을 맞아도 전자들이 겉면에서만 흐르고 도체의 안인 자동차 안의 전기장은 0이 되기 때문입니다. 번개가 치는 것은 구름과 땅 사이에 큰 전압이 걸려서 그 사이로 전기가 이동하는 것인데, 자동차에 전기가 쏟아져 들어오면 차 표면에 전자들이 퍼지게 됩니다.전자들끼리는 서로 같은 극이므로 밀어내는 힘이 작용하기 때문에 전자가 무더기로 쏟아지는 벼락이라도 차 안은 안전한 장소가 되는 것입니다.반면 지붕이 열린 자동차나 오토바이, 자전거, 트랙터, 골프 카트, 콤바인 등은 타지 말아야 합니다. 낙뢰가 바로 사람에게 떨어질 수도 있고, 플라스틱 소재는 전기가 잘 통하지 않고 안에서 열을 발생시켜 폭발 피해를 주기 때문입니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우리가 사는 지구는 탄생한지 45억년 됐습니다.과학자들은 지구의 나이를 먼저 알아냈는데 바로 ‘방사성 연대 측정법’을 이용했습니다. 방사능 물질이 일정한 반감기로 붕괴한 양을 측정하는 게 방사성 연대 측정법입니다.방사성 원소의 붕괴는 주위의 압력이나 온도 등에는 영향을 받지 않고 시간의 영향만 받죠. 방사성 원소는 규칙적으로 붕괴하는데 이들 원소가 붕괴돼 반으로 줄어드는 시간을 반감기라고 합니다.우라늄 235의 반감기는 7억400만년, 우라늄 238의 반감기는 44억7000만년입니다. 또 탄소 14의 반감기는 6000년이죠. 과학자들은 이런 방법을 이용해서 지구의 암석에 들어 있는 방사성 원소의 반감기를 측정해 지구의 나이가 45억년이라는 결과를 도출해냈습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양이 팽창하지 않고 모양이 일정하게 유지되는 이유는 태양은 현재 주계열성 단계로 내부에너지와 외부의 중력수축에너지가 평형을 이루는 정역학 평형 단계이기 때문에 모양이 일정하게 유지되는것입니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.알레르기는 특정 원인 물질에 노출되면서 신체의 항원항체반응에 따른 과민 반응이 일어나는 현상입니다. 반응하는 신체 부위에 따라 피부 두드러기, 비염, 천식, 결막염 등의 증상을 보입니다. 알레르기 원인 물질 중 하나인 식품은 신체에 필요한 영양소를 공급하기 위해 매일 섭취해야 합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.남극은 북극보다 조금 더 춥습니다. 북극 지방의 평균 기온은 영하 35~40도 정도인 반면, 남극 지방의 평균 기온은 영하 55도에 달합니다. 남극에 비해 북극이 따뜻한 이유는 대륙이 아니라 바다이기 때문입니다. 남극 대륙을 덮고 있는 얼음은 햇빛을 반사하지만, 북극의 바다는 열을 흡수하고 저장하는 역할을 합니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.날씨가 추워지면 대표적인 휴대폰 전지인 리튬 이온 배터리 속의 양이온과 음이온이 느려지게 됩니다. 온도가 내려갈수록 전지 내부 리튬 이온의 이동속도가 저하되기 때문에 전지의 내부 저항이 증가하고 성능 역시 떨어지죠. 이러한 현상은 날씨가 추워지면 더 심해지는데요. 영하 10도에서는 배터리의 충전율이 30%나 감소하고, 영하 30도에서는 거의 작동을 하지 않기도 한다고 합니다.가장 좋은 방법은 역시 온도에 약한 리튬 이온 배터리가 포함된 휴대폰을 최대한 극한 온도에 두지 않는 것입니다. 극한 온도에 있으면 배터리가 쉽게 방전될 뿐만 아니라 배터리 용량이 영구적으로 손상될 수도 있기 때문입니다. 그래서 겨울에는 귀찮더라도 헝겊이나 파우치를 준비해서 휴대폰을 감싸 온도를 높이거나 주머니에 넣고 다니는 것을 추천합니다. 또 두꺼운 케이스를 씌워 온도를 높이는 것도 또 하나의 방법이 될 수 있죠. 요즘은 겨울용 휴대폰 액세서리도 많이 있으니 디자인을 골라 사용하시면 좋을 것 같습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.뜨거운 물이 차가운 물보다 빨리 어는 이유는 바로 차가운 물보다 상대적으로 긴 분자 간 거리로 인해 뜨거운 물이 방출하는 에너지가 더 많기 때문입니다. 즉, 뜨거운 물은 축적된 에너지양이 많아 냉각 시 더 빠른 속도로 에너지를 방출하게 되는 것이랍니다.이 원리는 첫 발견자의 이름을 따서 '음펨바 효과'라고 부르게 되었어요.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.CCU는 말 그대로 공기 중에 있는 탄소를 포집(Capture), 활용(Utilization)하는 기술로, 포집한 이산화탄소를 ‘자원화’하는 것을 말합니다. 탄소를 포집해 저장, 활용하는 이 기술은 1970년대 처음 등장해 약 50년간 꾸준한 발전을 이루었는데요. 최근에는 상용화 단계에 이르렀으며, 최악의 기후변화 시나리오를 막는 핵심 기술로 각광받고 있습니다.CCU 기술이 탄소중립을 위한 핵심 기술로 주목받는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. 탄소중립 통해 최악의 기후변화 시나리오를 막으려면 기본적으로 지구상에서 생성되는 탄소량을 줄여야 합니다. 하지만 지금의 산업구조에서 탄소량을 획기적으로 줄이는 건 매우 어려운 일인데요. 탄소량 감축을 위해서는 저탄소, 친환경 기반의 대대적인 산업구조 개편이 필요한데, 당장은 산업구조 개편이 어렵기 때문이죠. 하지만 CCU 기술은 이미 발생한 이산화탄소를 포집해 자원화하기 때문에 친환경 자원순환 측면에서 즉각적인 탄소 감축 효과를 얻을 수 있습니다. 그뿐만 아니라, 신재생에너지와의 연계 및 활용도 가능해 단계적으로 산업구조를 개편하면서 기술을 활용하기에도 용이합니다.친환경, 저탄소 중심의 성장을 지향하면서 산업 전반에서 CCU 기술 활용을 병행한다면 우리는 더 이른 시일 내에 탄소중립을 이룰 수 있을 것으로 보이는데요. 실제로 EU는 ‘2050 탄소중립 시나리오’에서 약 22억 톤의 이산화탄소를 감축해야 하며 이중 CCU 기술을 통해 약 3억 톤(전체의 14% 수준)을 처리할 것을 제시했으며, 국제에너지기구(IEA)는 ‘2070 글로벌 탄소중립 시나리오’에서 CCU 기술 기여도를 총감축량의 15% 수준으로 제시한 바 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.형상기억 합금은 특별한 성질을 가진 금속 합금으로, 기계적인 변형이나 열변형 등으로 인해 변형된 상태에서도 원래의 모양으로 돌아갈 수 있는 능력을 지녔습니다. 이러한 성질은 합금 내부의 미세한 조직 구조와 결정 구조에 기인합니다.일반적으로 형상기억 합금은 니켈, 티타늄, 구리 등의 금속을 기본으로 합금한 것입니다. 이러한 금속들은 냉각 과정에서 어느 정도의 결정 구조를 갖추고 있으며, 이러한 결정 구조가 높은 형상기억 합금의 특성을 결정합니다.또한, 형상기억 합금은 일정 온도 이상에서는 기존의 결정 구조에서 전이를 일으켜 새로운 결정 구조를 형성합니다. 이 때, 금속 합금이 가지고 있는 기억된 형상이 새로운 결정 구조로 유지되면서 기계적인 변형이나 열변형 등으로 인해 변형된 상태에서도 원래의 모양으로 돌아가는 능력을 가집니다. 이러한 성질은 형상기억 합금이 센서, 액추에이터, 메모리 등 다양한 분야에서 응용되는 기술 소재로 사용되는 이유 중 하나입니다.