안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
화학
Q. 고체배터리와 액체전해질 배터리가 각각 충전속도차이가 나는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.전고체 배터리와 액체형 배터리는 서로 충전 속도에서 차이가 있습니다. 전고체 배터리는 리튬 이온 배터리와 달리 고체 전해질을 사용합니다. 이 고체 전해질은 안정성이 높아 화재나 폭발 위험이 줄어들고, 전기 충전-방전 성능이 개선됩니다. 액체형 배터리는 일반적인 리튬 이온 배터리로, 액체 전해질을 사용합니다.전고체 배터리는 리튬 이온 배터리보다 충전 속도가 빠릅니다. 내부 저항이 낮아서 빠르게 충전될 수 있으며, 고속 충전 시 발생할 수 있는 과열 문제를 줄여줍니다. 따라서 전고체 배터리가 급속 충전 속도에서 더 유리합니다. 하지만 각 배터리의 장단점을 고려하여 사용 목적에 맞게 선택하는 것이 중요합니다.
화학
Q. 공기 중에 떠다니는 비눗방울은 기체 상태일까요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.비눗방울은 액체 상태입니다. 비눗방울은 물과 비누로 이루어져 있으며, 표면 장력(surface tension)이 작용하여 동그라미 모양을 유지합니다. 표면 장력은 액체의 표면적을 최소화하려는 힘으로, 비눗방울이 공기와 접촉하면서 둥둥 떠다니는 형태를 만들어줍니다. 즉, 비눗방울은 액체 상태에서 공기와 접촉하며 둥둥 떠다니는 것이기 때문에 액체 상태라고 볼 수 있습니다.
화학
Q. 전기차 배터리의 리튬이온 셀의 충-방전 메커니즘이 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.리튬이온 배터리는 충전과 방전 과정을 통해 전기에너지를 저장하고 사용합니다. 충전 (Charging)은 양극에서 리튬 이온이 전자를 뺏어 리튬 양이온으로 산화됩니다. 음극에서는 리튬 이온이 음극으로 이동하여 저장됩니다. 방전 (Discharging)은 음극에서 리튬 이온이 양극으로 이동하며, 동시에 전자가 외부 회로를 통해 양극으로 이동합니다. 이렇게 발생한 전력을 통해 전자기기를 작동시킬 수 있습니다.리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 장기간 사용 가능한 특성으로 인해 전기차를 비롯한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 현재까지 대체 할만한 배터리는 개발 중이지만, 리튬이온 배터리의 성능과 안정성을 넘어선 대안은 아직 상용화되지 않았습니다.
화학
Q. 소형원전은 어떤 방식으로 전력을 얻어내는 기술인가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.소형모듈원전 (SMR)은 공장 제작형 모듈 기술을 이용하여 전기출력 300MWe 이하의 원자로를 구축하는 원자력 발전소입니다. 이는 기존의 일반적인 대형 원자력 발전소와 비교하여 작은 출력을 내며, 주요 기기를 일체화하여 모듈의 공장 생산이 가능한 형태입니다.
화학
Q. 자외선은 왜 피부 노화를 더 가속화 시키나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.자외선은 피부 노화의 주요 원인 중 하나입니다. 그 이유로는 자외선은 피부를 빨갛게 만들거나 태우며, 피부 조직을 뚫고 들어가 피부암을 일으킬 위험이 있습니다. 장기적으로는 피부 면역체계에 영향을 미쳐 지속적인 피부 손상을 일으킵니다. 또한 자외선은 피부 진피층까지 침투하여 콜라겐과 엘라스틴을 파괴합니다. 이로 인해 주름, 색소침착, 탄력 저하 등의 피부 노화가 발생합니다. 자외선에 노출되면 멜라닌 색소가 생성됩니다. 멜라닌 색소는 피부를 까맣게 태우며, 기미, 주근깨 등의 피부 색소질환이 발생합니다.
화학
Q. 수돗물에는 왜 염소가 들어가는 건가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.수돗물에 염소가 들어가는 이유는 물을 소독하고 미생물을 제거하기 위해서입니다. 염소는 가격이 저렴하고 소량으로도 효과적인 멸균제로 사용됩니다. 수돗물 원수의 오염 정도에 따라 염소 투입량이 조절되며, 이로 인해 잔류염소가 발생합니다.
화학
Q. 기상현상과 관련된 이온결합 예시가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.기상현상과 관련된 화학반응 예시로 산성비가 있을 수 있습니다. 산성비는 대기오염 물질이 대기 중의 수증기와 만나 황산이나 질산으로 변하면서 비에 흡수된 것을 말합니다. 원래 비는 pH 5.6~6 정도의 약한 산성을 띄게 됩니다. 하지만, 산성비의 경우 황산이나 질산이 생성되면서 pH가 4~5까지 내려가기도 하는데요. 우리나라에서는 pH 5.6 미만일 때 산성비로 정의하는데, 이는 CO₂가 생성하는 약산성의 탄산이 포화되어 평형을 유지할 때의 산성도가 약 5.6이기 때문입니다. 존재하지 않는 이미지입니다.산성비는 주로 산업공해나 자동차 공해로 인해 발생합니다. 화석 연료를 연소시키면 황산화물과 질소 산화물이 배출되며, 이 오염물질은 대기 현상에 의해 다른 지역으로 퍼져 넓은 지역에 걸쳐 대기오염을 일으키게 됩니다.
화학
Q. 물분자는 왜 104.5도의 각도로 꺾여있나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물 분자의 구조는 전자쌍 반발 이론으로 설명할 수 있습니다. 이론에 따르면 분자의 가장 안정한 구조는 전자쌍간의 반발력을 최소화하는 구조입니다. 즉, 전자쌍들이 한 곳에 모여있으면 반발력이 크게 작용하므로 적절하게 떨어져 배치됩니다. 물 (H₂O)은 굽은 형태의 분자로, 두 개의 수소 원자 사이의 결합각은 약 104.5도입니다.물 분자는 두 개의 공유 전자쌍과 두 개의 비공유 전자쌍을 가지고 있습니다. 비공유 전자쌍-비공유 전자쌍 간의 반발력이 매우 크고, 공유 전자쌍-공유 전자쌍 간의 반발력이 비교적 작기 때문에 반발력을 최소화하려면 결합각이 더 작아져야 합니다.따라서 물 분자의 결합각은 비공유 전자쌍과 공유 전자쌍 간의 반발력을 최소화하는 형태로 그 결합각이 104.5도로 형성된 것입니다.
화학
Q. 모기약의 성분은 무엇이고 인체에는 해롭지 않나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.모기약에는 다양한 성분이 사용되고 있습니다. 가장 널리 사용되는 성분으로 디에틸톨루아미드가 있습니다. 모기와 다른 곤충들이 사람에게 접근하는 것을 막는 역할을 합니다. 적절한 농도와 용량으로 사용하면 안전하지만, 고농도의 디에틸톨루아미드는 장기간 사용 시 피부 자극이나 신경계 문제를 일으킬 수 있습니다. 피카리딘은 디에틸톨루아미드와 유사한 효과를 가지며, 피부 자극이 적은 편이라 더 선호되기도 합니다. 퍼메트린는 곤충의 신경계를 공격하여 죽이는 살충제로, 주로 의류나 모기장에 사용됩니다. 직접 피부에 닿지 않도록 주의하면 안전합니다.
화학
Q. 핵융합에너지는 수소에서 헬륨으로 변환될때만 얻을 수 있나요? 다른 원소의 핵을 융합해서는 에너지를 얻을 수 없는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.핵융합은 수소에서 헬륨으로 변환될 때에만 발생하는 것은 아닙니다. 핵융합은 두 개의 가벼운 원자핵이 결합하여 무거운 원자핵을 만들어내는 과정으로, 이 과정에서 막대한 양의 에너지가 발생합니다.