안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
화학
Q. 친환경 발전소들의 효율이 낮은 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지열 발전의 발전 효율은 약 10 ~ 20 %입니다. 발전에 사용하는 수증기의 온도가 화력이나 원자력에 비해 낮은 때문에 발전 효율도 낮아지고 있습니다.풍력 발전은 발전 효율은 평균 약 20 ~ 40 %, 최대 약 45 %입니다. 기계계 전달 손실이나 발전기에 의한 손실이 발생하기 때문에 실제 발전 효율은 떨어지게 됩니다.태양광 발전 시스템에서 약 15 ~ 20 % 입니다.태양광 발전 시스템 내부의 배선과 회로 등의 전기 저항입니다. 백열전구와 같이 전기 에너지가 열에너지가 되어 손실하는 발전 효율이 떨어진다는 것입니다.
화학
Q. 요즘 비닐은 옛날 비닐하고 다르게 친환경 인증 제품이라는데 어떻게 만들어 진건가요??
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.현재 국내에서 친환경으로 불리는 비닐포장지는 생분해필름'이 대표적입니다.옥수수, 감자 등 전분을 사용하여 만들고(PLA), 사용 후 생분해 되어 퇴비화 됩니다.기간은, 매립후 환경에 따라 반년~몇년이 걸립니다.
생물·생명
Q. 뇌 이식이 실제로 가능한가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.뇌를 제거하는 즉시 심장은 멈춥니다.체외순환기를 통해 외부에서 인공적으로 혈액순환시켜줘야 합니다. 현재의 의학기술로는 뇌이식 불가능합니다.머리 전체가 아닌 뇌만을 이식하는 실험은 아직 보고된 바 없다고 합니다.
전기·전자
Q. 스마트폰과 TV리모콘등은 어떻게 적외선을 만들고 신호를 보내나요??
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.적외선 통신은 리모컨에 가장 많이 사용되는 통신 방법으로 비교적 쉽게 구성할 수 있으며빛이므로 전파처럼 외부로 날아갈 우려도 없기 때문에 가정에서 사용하는전자제품에 가장 많이 사용하고 있습니다.먼저 적외선 통신의 원리에 대해 간단히 알아 보면 리모컨은 MICOM이 들어가 있습니다. 이 MICOM은 KEY 받고 DATA를형성해, 이것을 CARRIER 보통 38 k56 khz에 실어 적외선 LED를 통해서 빛에 보냅니다. 수신측은적외선 센서 모듈 IR센서에서 나오는 DATA를 MICOM으로 판별하여 주어진 TASK를수행하게 됩니다. 즉, 적외선 통신을 위해서는 MICOM이 필수적이라는 것입니다.
화학
Q. 친환경 에너지중에 '풍력' 에너지에 대해 궁금한점들
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.풍력발전의 장점은 고갈될 걱정 없는 풍력으로 전기에너지를 만드는 데 있읍니다.또 전기를 만들면서 발생하는 환경오염도 크게 줄일 수 있읍니다.현재 대표적인 전기원인 석탄, 석유, 원자력 등은 전기 에너지를 만들며 많은 환경오염과 위험을 유발합니다.풍력발전은 바람을 통해 전기 에너지를 만들어, 별도의 연료가 필요하지 않습니다. 또 폐기물이 발생하지 않고, 온실 효과도 유발하지 않습니다.풍력발전의 단점은 자연환경에 영향을 끼친다는 것이다. 해상풍력은 고정식과 부유식으로 나뉩니다.고정식은 해저에 깊은 구멍을 내고 풍력발전 설비를 고정시키는데, 이 과정에서 해양생태계가 파괴될 수 있읍니다. 또 거대한 블레이드가 돌아가는 과정에서 발생하는 진동과 소음은 해양동물은 물론 인근 주민에게도 큰 고통을 줍니다.더불어 하늘을 나는 새에게도 치명적입니다. 풍력발전기 블레이드에 부딪혀 죽는 새가 빈번하게 발생하고, 풍력단지가 철새 도래지에 위치할 경우 심각한 생태계 파괴를 유발할 수 있읍니다.또 어업으로 생활하는 어민들의 어획량에도 큰 영향을 미치는 등 주민들의 반발도 만만치 않읍니다.2022년 기준 신재생에너지원별 발전 비중 는▲태양광 47.4% ▲바이오 21.9% ▲풍력 10.2% ▲연료전지 9.9% 순입니다.풍력의 경우 육상 7.2%와 해상 3%로 세분화했읍니다.
화학
Q. 옷을 건조기로 건조하면 옷이 작아지는 원리
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.보통 면 원단(fabric)은 면 원사(yarn)로 만들어져있는데 원사는 목화 섬유(fiber)로 만들어지죠. 근데 섬유로 원사를 만드려면 섬유들이 팽팽하게 당겨지게 됩니다. 게다가 원단으로 만들어 '텐타'라는 가공까지 하게 되는데 텐타가공이란 원단 양쪽을 핀으로 잡고 열처리해주는 과정이예요. 이처럼 티셔츠 원단이 탄생하는 과정은 계속 꼬으고 당기고 열처리하는 과정의 연속입니다. 근데 이게 세탁기 안에 들어가서 물과 열을 만나게 되면 풀어지면서 옷이 줄어들게 되는 겁니다. 모두들 새 옷을 사고 기분 좋게 입다가 세탁 한 번 하고나니 옷이 후질근해 보이는 경우를 많이들 경험해 보셨을텐데요, 그 이유가 바로 이런 겁니다. 열과 압력으로 팽팽하게 관리되어온 옷(원단)이 물에 담구는 순간 더 이상 새 옷이 아닌 이유가 되는 겁니다.
물리
Q. 제모 크림의 원리에 대하여 알려주세요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.제모 크림의 주요성분은 티오글리콜산 인데요. 흔히 아시는 파마약에도 들어있는 성분입니다.모에 들어있는 황 성분 결합을 녹여 털을 제거하는 것입니다.또한 이 티오글리콜산은, 흔히 우리가 아는 염산 처럼, 산의 일종입니다. 이 성분은 결합을 녹이는 과정에 각질 및 단백질 성분도 같이 녹입니다.
지구과학·천문우주
Q. 현재까지 관측된 별중 가장 멀리 떨어진 별은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.허블 우주망원경이 지금까지 관측된 별 중 가장 멀리 떨어져 있는 별을 포착했다고 합니다.이 별의 공식명칭은 WHL0137-LS로, 천문학자들은 ‘새벽 별’, ‘떠오르는 빛’을 의미하는 ‘에어렌들(Earendel)’이라는 이름을 붙였읍니다. 지구에서 이 별까지의 거리는 무려 128억 광년으로 우주에 빅뱅이 일어난 후 9억 년 뒤에 생성됐읍니다.이 별의 질량은 우리 태양의 최소 50배, 지구와의 거리는 까마득히 멀지만 항성의 밝기는 태양의 수백만 배 더 밝은 것으로 알려졌읍니다. 과거 관측된 역대 가장 멀리 떨어져 있는 별은 ‘이카루스’란 별로, 지구와의 거리가 94억년 광년이었읍니다.
전기·전자
Q. 음식물 처리기의 원리가 어떤건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.- 온풍건조식 : 말 그대로 제품 내부에 더운 바람을 순환시켜서 수분을 없애는 것입니다. 이렇게 건조되면 미생물이 살 수 없고 음식물쓰레기 부피도 50~70%까지 줄어들게 되지요. 비교적 쉬운 방법이기에 가격대도 낮은 편입니다.- 분쇄건조식 : 위와 같이 온풍이나 통 자체에 가열하여 건조한 다음에 분쇄해서 부피를 더 줄이는 것입니다. 대략 80~90%까지 줄어든다네요. 게다가 음식물쓰레기가 가루가 되었기에 처리하기도 편하고요. 다만 작동 중간에 음식물을 추가로 투입할 수 없다네요.- 미생물발효 : 말 그대로 음식물을 미생물로 발효시키는 것입니다. 안에 들어있는 미생물이 고형의 음식물을 분해하는 것인데요. 생각보다 분해 효율이 높습니다. (90% 이상) 따로 작동할 필요 없이 음식물을 넣기만 하면 미생물이 알아서 분해하거든요. 다만 음식물 종류를 가리는 편이고 가격도 비싼 편이죠. 큰 음식물을 잘라서 미생물이 분해하기 좋게 해주고 넣어야 하고요. 처리시간도 긴 것도 단점이지요.
지구과학·천문우주
Q. 우주정거장은 왜 계속 돌고 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.우주정거장을 도너츠 모양으로 회전시킬 때, 우주정거장 내부의 사람은 관성 때문에 밖으로 나가려는 가상의 힘을 받는데요, 이를 "원심력"이라 부릅니다. 이러한 원심력의 크기를 회전반경과 회전속도를 적절히 조절하여, 거의 지구 지표면에서의 중력과 같은 크기로 맞추면, 우주인이 마치 중력을 받는 것과 같은 효과를 받습니다. 이로 인해 우주인은 오랫동안 우주정거장에서 머무를 수 있게 되는 것입니다.