bjiu의 유용한 이야기

스마트폰과 전기차 등 현대 기술의 핵심 동력인 리튬이온배터리가 더 안전하고 효율적인 형태로 진화하고 있다. 국내 연구진이 ‘배관공의 악몽(plumber’s nightmare)’이라 불리는 새로운 구조를 활용해 고체 전해질의 성능을 극대화하는 방법을 제시했다. 박문정 포항공과대학교(포스텍) 화학과 교수 연구진은 리튬 배터리의 성능을 높일 고체 전해질을 개발했다고 밝혔다. 연구 결과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 국제 학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 온라인판에 게재됐다. 리튬 이온 배터리는 스마트폰을 비롯한 다양한 현대 기술에서 사용되고 있다. 다만 배터리의 핵심 부품 중 하나인 액체 상태의 기존 전해질은 누액이나 폭발의 위험성이 있다. 고체 전해질이 그 대안으로 떠오르고 있으나 전해질의 기계적..

미세조류는 현미경으로 관찰이 가능한 단세포성 생물로서 담수 및 해양생태계에서 산소를 발생시키고 유기물을 생산하는 등 중요한 역할을 하지만 모든 미세조류가 환경에 이로운 것은 아니다. 대표적인 유해 미세조류 중 하나인 '알렉산드리움 퍼시피컴(이하 퍼시피컴)'은 수산물에 축적될 수 있는 신경 독소(패독)를 생성해 사람이 섭취할 경우 중추신경계에 치명적이며, 해양생태계에도 악영향을 미쳐 수산물 안전성에 심각한 위협이 되고 있다. 한국생명공학연구원(원장 김장성)은 이준 생물자원센터 박사팀이 미세 조류와 박테리아의 상호작용을 이용해 유해 미세조류 독소 생성 원리를 전 세계 최초로 규명하고, 이를 억제할 수 있는 생물학적 제어 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 독소 제어 방식은 화학약품을 사용하거나 기계적인 제거 방..

1980~1990년대 남자 중고등학교 화장실에는 소변 수거통이 따로 있었다. 오줌 속에 있는 요소를 이용해 비료를 추출하기 위해서였다. 옛날이야기 같지만, 최근 환경 보호를 위해 소변을 활용해 비료 원료를 추출하는 기술이 다시 주목받고 있다. 이런 가운데, 중국 헤이난대 물리·전자공학부, 칭다오대 물리학부, 미국 스탠퍼드대 기계공학과 공동 연구팀은 소변에서 농작물 비료뿐만 아니라 도시 폐수를 정화할 수 있는 물질을 추출할 수 있는 방법을 새로 개발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘네이처 촉매’에 실렸다. 오줌에는 비료의 핵심 성분인 질소가 풍부한 요소라는 화합물이 포함돼 있다. 이 때문에 소변은 농업 분야에서 활용도가 높아 ‘액체 황금’이라고 불리기도 하지만, 실제로는 폐기물로 처..

차세대 디스플레이 시장에서 주목받는 '탄성을 지닌 디스플레이 소재'는 자유롭게 펼치고 구부릴 수 있지만, 기존 소재 한계로 화면이 일그러지거나 착용감이 떨어지는 문제가 있었다. 일반 탄성체 기판은 한쪽 방향으로 늘리면 수직 방향으로 오그라드는 '푸아송 비' 현상 때문에 화면이 왜곡되기 쉽다. 특히 웨어러블 기기처럼 피부와 밀착되는 전자 제품은 늘어나거나 줄어드는 과정에서 주름이 생기거나 피부를 당겨 착용감과 성능이 저하될 위험이 있다. 한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 손정곤 박사팀과 홍용택 서울대 교수팀이 공동으로 푸아송 비를 극적으로 낮춘 '나노구조 정렬 스트레처블 기판'을 개발했다. 이번 연구는 푸아송 비를 낮추면서도 투명성을 유지해, 화면 왜곡과 빛의 산란 문제를 동시에 해결한 점에서 큰..

바이오에너지(bioenergy)는 바이오매스를 연료로 하여 얻어지는 에너지로, 생물자원의 물질로 사용가능하도록 만들어진 대체에너지다. 에너지원으로 이용되는 바이오매스는 햇빛을 화학 에너지의 형태로 저장한 유기물이며 이는 나무, 나무찌꺼기, 짚, 거름, 사탕수수 등과 그 외의 다양한 농업의 과정에서 나온 부산물을 연료로 사용한다. 2010년까지는 세계적으로 바이오에너지로 35GW에 해당하는 전기를 생산할 수 있는 능력이 있었고, 미국에는 7GW의 생산능력이 있었다. 바이오에너지는 좁은 의미로 생물자원에서 오는 바이오연료와 동의어 관계이다. 넓은 의미로는 바이오매스, 바이오연료로 사용되는 생물학적 물질뿐만 아니라 생물자원을 에너지로 사용하는 것과 관련된 사회적, 경제적, 과학적, 기술적 분야도 포함한다. 바..

미국에서 첫 연구와 논의가 시작되었으며, 1951년 12월 20일, 아이다호 국립연구소의 EBR-1에서 가능성을 타진하였다. 그러나 이전까지는 위험한 군용 기술 취급받았던 원자력은 1953년 12월 8일 아이젠하워 대통령이 UN총회에서 연설한 평화를 위한 원자력 선언 이후 민간부문에서 평화적 이용이 공식화되었으며, 이때를 원자력 발전의 효시로 본다.최초의 전력망 송출은 1954년 6월 27일, 소련의 과학도시이자 그 당시 비밀도시였던 오브닌스크 원자력 발전소의 AM-1 (Атом Мирный, 로마자론 Atom Mirny. peaceful atom이란 뜻)이 해냈다. AM-1의 원자로 노형은 RBMK이다. 사실 RBMK도 여러 원자로 노형 중 제일 뛰어나다고 선정받아 만들어진 원자로다. 그러나 오브닌스크..

수력발전은 물의 낙차를 이용하는 것이므로 수력발전을 하려면 반드시 물이 내려가는 경사를 급하게 만들어야 한다. 그래서 아래와 같은 유형이 고안되었다.  -댐식 가장 기초적인 형태. 하천의 경사가 큰 구간에 댐을 설치하고 가둔 물을 떨어트려 그 낙차로 터빈을 돌린다.  -수로식 감입곡류하천에서 쓸 수 있는 유형. 댐을 설치하고 그 지점보다 아래의 특정 지점까지 수로를 직선으로 이으면, 곡선으로 돌아가는 원래 하천보다 낙차가 더 증가하는데, 그 낙차로 터빈을 돌린다.  -터널 및 유역변경식 경동지형에서 자주 쓰는 유형. 고지대에 댐을 설치하고 도수터널을 통해 산 너머의 경사가 급한 저지대로 떨어트려 그 낙차로 터빈을 돌린다. 수로식과의 차이점은, 수로식은 발전을 하고 나가는 물이 취수되었던 강으로 다시 유입..

유량, 낙차에 따라 최적의 수차 모양이 다르다. --프란시스 수차 자동차 엔진의 터보차저 혹은 동글동글한 블로워의 드럼같이 생긴 터빈과 그 케이스를 통해 달팽이 모양처럼 동글동글한 수로를 만들며, 수차의 정 중앙으로 물이 빠져나오는 구조를 가진다. 초대형 발전 시스템에 많이 쓰인다. --카플란 수차 프로펠러 수차에 가변익을 설치해서 낙차에 따라 효율이 높아질 수 있도록 날개의 각도를 조정할 수 있는 수차. 위의 2개는 회전축이 수직으로 나온다. 단, 카플란 수차의 경우 강바닥에 깔 때를 대비해 수평으로도 만들 수 있다. 이러면 물의 진행이 꺾이지 않는다. --헬리컬 수차 사실 거의 안 쓴다. 오히려 풍력 발전에 많이 쓰는데..... 연안 발전 시스템을 설치할 때 이 방식을 사용한다. 이 터빈 하나만 서 ..

24년기준 세계적으로 기후 변화의 임계점(1.5도)에 80%확률로 5년 이내로 도달하리라 예측되기 때문에 신재생에너지와 더불어 경쟁적으로 성장하고 있다.후쿠시마 원자력 발전소 사고와 더불어 지난 15년간 원자력발전소의 신규건설이 침체기에 빠져 있었다. 웨스팅 하우스가 도시바에 인수되었던 것도 이러한 침체기가 원인이 되었다. 하지만 신재생 발전의 불안정성과 비용대비 적은 발전량으로 다시 23년 말부터 신규 건설에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 2024년 기준 한국의 원전 공기(지질조사, 토지계약, 터파기, 바닥철근공사 등을 제외한 실제공사기간)이 56개월로 5년이 되지않으며, 일본 다음으로 건설기간이 짧으며, 이는 지난 20년간 190개월이 걸린 평균공사기간의 1/3이 안된다. 이 때문에 다른 나라에..

원자로 안에 있는 핵연료의 우라늄이 열중성자와의 반응으로 핵분열되면서 열 에너지와 함께 2~3개의 중성자가 추가로 방출된다. 방출된 중성자는 다른 우라늄 원자핵과 또 충돌해서 에너지와 중성자가 방출되고, 이러한 과정이 반복되면서 막대한 열에너지가 발생해 원자로의 냉각재가 가열된다.노심과 접촉하는 원자로 냉각재(1차 냉각재)가 약 320도로 가열되어 증기발생기에 있는 급수(2차 냉각재)에 열을 전달하여 급수를 수증기로 변환시킨다. 이 수증기에 있는 습도를 습분분리기에 의해 제거되어 건증기로 만들어진다. 건증기를 이용해 증기 터빈을 돌려서 전기를 생산한다. 의외로 적지 않은 사람들이 착각하는 부분인데 원자력을 전기로 바로 바꾸는 것이 아니다! 원자로에서 열에너지를 얻어 그 열로 증기를 만들고 그 증기로 생기..