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재료공학
Q. 수소연료전지에서 사용되는 전해질 막에는 어떤 종류가 있나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.수소연료전지에서 사용되는 전해질 막은 대표적으로 PEM, AEM, SOE 계열이 있습니다. PEM은 높은 프로톤 전도성과 빠른 반응성을 가지며, AEM은 저렴한 촉매 사용이 가능하고, SOE는 고온에서 높은 효율을 제공하여 각각의 용도에 최적화됩니다. 이러한 차이로 인해 저온에서 빠른 응답이 필요한 이동형 전력원에는 PEM이, 경제성이 중요한 응용에는 AEM이, 대규모 발전에는 SOE가 주로 활용됩니다.
재료공학
Q. 철강의 고온 산화와 내산화성을 개선하기 위한 합금 설계가 궁금합니다.
안녕하세요. 박재화 박사입니다.고온 산화와 내산화성을 개선하기 위해 철강에 크롬, 실리콘, 알루미늄 같은 원소들이 첨가되어 합금화되어 산화물의 보호막을 형성하도록 합니다. 크롬은 특히 내산화성 향상에 효과적이며, 알루미늄은 산화피막을 강화시켜 높은 온도에서도 안정적인 특성을 제공합니다. 또한, 니켈과 같은 합금 원소를 추가하여 합금의 내열성과 내산화성을 동시에 개선할 수 있습니다.
재료공학
Q. 연료전지의 작동 온도에 따른 재료 열화 메커니즘
안녕하세요. 박재화 박사입니다.연료전지의 작동 되는 온도는 재료의 열화에 큰 영향을 미치게 됩니다. 고온에서는 전극 및 전해질의 물리적 특성이 변화하고, 화학적 반응이 가속화되어 부식과 산화가 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 내열성과 내산화성이 뛰어난 고분자 전해질막이나 내열성 금속 합금이 사용됩니다. 또한, 나노구조를 활용한 전극 소재나 고온에서 안정적인 전해질을 개발하여 열화 현상을 최소화하려는 연구가 진행되고 있습니다.
재료공학
Q. 마르텐사이트 변태가 철강의 강도와 경도에 미치는 영향에 대해
안녕하세요. 박재화 박사입니다.마르텐사이트 변태는 철강의 결정구조를 급격히 변형시켜 강도와 경도를 크게 향상시킵니다. 이 과정에서 기계적 성질이 강해지나, 인성은 상대적으로 낮아질 수 있습니다. 대표적인 활용 강재로는 고강도 저합금강, 자동차 부품용 강철, 그리고 항공기 부품에 사용되는 합금강 등이 있습니다.
전기·전자
Q. 3D NAND 플래시 메모리가 기존 2D NAND 차이점
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.3D NAND의 경우 셀을 수직으로 적층하여서 공간 활용도를 극대화 한것으로, 2D NAND 대비해 집적도를 높여 저장용량을 증가시킵니다. 전자적 성능 면에서 간섭이 적어 신뢰성이 향상되며, 셀 간 전자 이동이 최적화되어 낮은 전력 소모와 빠른 데이터 접근이 가능합니다. 또한, 높은 내구성을 제공하면서도 읽기·쓰기 지연이 줄어들어 고성능 스토리지 환경에서 효율성을 극대화합니다.
전기·전자
Q. 플렉시블 디스플레이의 전자적 구조 관련하여 궁금합니다.
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.플렉서블 디스플레이는 유연한 기판을 사용해서 이것이 회로가 구부러져도 전기적으로 연결이 유지되도록 설계되어 있습니다. 기존 디스플레이는 딱딱한 유리 기판 위에 정밀한 패턴으로 배선되지만, 플렉시블 구조는 스트레처블 인터커넥트와 유기 소재를 활용합니다. 신호 전송 방식도 충격과 변형을 고려하여 설계되며, 저온 공정과 박막 트랜지스터 재료 선택이 중요한 차이를 만듭니다.
재료공학
Q. 두꺼운 철도 뚫어내는 기리는 뭘로만든건가요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.고강도 드릴 비트는 주로 초경합금이나 코발트 합금강으로 제작되는데, 초경합금은 경도가 높아 마모에 강하고, 코발트 합금강은 내열성이 뛰어나 고온에서도 성능유지가 가능합니다. 일부 특수 비트는 코팅 처리를 통해 마찰을 줄이고 내구성을 더욱 강화합니다.
전기·전자
Q. 오래된 전봇대 철거는 어떤식으로하나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전봇대 철거는 먼저 전력을 차단하여야 할 것이고, 전선을 정리하는 절차를 거칠 것입니다. 그 이후에는 크레인과 같은 중장비를 활용하여 안전하게 철거하게 됩니다. 고압선이 연결되어 있다면, 전문가들에 의해 여러 단계로 나눠 전선을 제거할 것이구요.이후, 기초부를 절단하거나 굴착기로 뽑아내고, 새로운 지지 구조가 필요하면 대체 설치를 진행합니다.
재료공학
Q. 휴지의 재질은 정확히 어떤소재들이 들어가나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.휴지는 주로 펄프라는 목재로 만들어집니다. 그러나 재활용지, 면섬유 대나무 섬유도 혼합되기도 합니다. 부드러움을 위해 화학 처리된 셀룰로오스와 보습제, 내구성을 위한 점결제가 첨가됩니다. 고급 휴지는 천연 펄프 비율이 높고, 친환경 제품은 무염소 표백과 대체 섬유를 활용합니다.
전기·전자
Q. 기계와 전자와의 관계는 서로 어느정도 밀접한 관계를유지 하나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.기계는 움직임을 만들고, 전자는 그 움직임을 정밀하게 제어합니다. 전자가 없는 기계는 어찌 보면 움직임에 있어서 둔할 수 있습니다. 그리고 기계가 없는 전자라면 단순 신호일 뿐이죠. 이 둘이 결합되어야 현대 기술들이 작동한다고 볼 수 있습니다.