반응형 누구나 쉽게 접하는 과학/화학9 리튬이온 배터리(Lithium-Ion Battery)_집전체 집전체의 역할리튬이온 배터리(Lithium-Ion Battery)는 전기 에너지를 저장하고 방출하는 데 사용되는 전지로, 다양한 전기 기기와 전기차 등에 널리 사용됩니다. 리튬이온 배터리의 핵심 구성 요소 중 하나는 집전체(Collector)입니다. 배터리 내부에는 배터리를 충∙방전할 때 전기적 반응이 일어날 수 있도록 돕는 집전체가 있는데, 집전체는 머리카락보다 얇은 약 10μm 두께의 막으로 1) 배터리의 확성 물질과 외부 회로를 연결하여 전자가 원활하게 이동할 수 있도록 합니다. 또한, 2) 전극물질을 지지하여 기계적 안정성을 제공하며, 3) 전극과 외부 단자 사이의 전기적 연결을 보장하기도 합니다. 집전체의 재료집전체의 소재는 음극과 양극으로 나뉘는 극판의 종류에 따라 나뉩니다. 양극 집전체의 경.. 2024. 7. 25. 최초의 천연물 유래 의약품 최초의 천연물 유래 의약품 천연물이란 자연계에서 얻어지는 식물, 동물, 광물 등의 대사 산물들을 말합니다. 우리나라, 중국, 일본 등의 나라에서는 오래전부터 천연물을 의약품 대신으로 임상에 사용한 기록이 있습니다. 현대의 천연물 의약품은 전통적인 한방 치료와는 조금 다른 개념으로 약효 및 기전을 현대 과학적 논리로 접근하여 한방에서 사용하는 생약과는 다른 개념을 가지고 있습니다. 현재 개발된 천연물 유래 의약품은 천연 화합물의 구조를 모방하여 개발된 화합물로 독특한 화학적 구조를 가지고 있고 구조가 복잡하기 때문에 의약품 개발에 있어서 다소 어렵다는 특징을 가지고 있습니다. 아스피린 대표적인 천연물 유래 의약품으로는 아스피린이 있습니다. 아스피린은 아세트살리실산이라는 물질로 버드나무 껍질로부터 유래되었습.. 2022. 11. 22. 여러가지 형태의 하이드로겔 하이드로 겔 하이드로 겔이란, 가교 결합 된 친수성 고분자로, 고체가 물을 흡입해 팽윤한 상태로 유동성이 없는 형태인 겔이 된 물질의 총칭입니다. 예를 들면, 다당류나 젤라틴 등의 고분자 사슬이 가교 되어 3차원 망목 구조를 취하면, 망목 구조 속에 많은 물을 포함하여 팽윤체가 되며, 물에 녹을 수 없는 상태가 되는 것을 말합니다. 하이드로 겔에는 공유 가교 결합의 형태인 화학적 하이드로 겔과 비공유결합 형태인 물리적 하이드로 겔이 있습니다. 화학적 하이드로 겔의 경우 공유결합으로 인해 결합이 비교적 강한 겔이 되나, 물리적 하이드로 겔은 pH 혹은 온도와 같은 외부 자극에 따라 비교적 쉽게 변형할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 하이드로 겔은 히알루론산, 키토산, 헤파린, 알기네이트 및 피브린같이 다.. 2022. 11. 21. 우리도 모르게 다가오는 그림자 미세플라스틱 미세플라스틱 미세플라스틱 혹은 마이크로 플라스틱이라고 불리는 아주 작은 플라스틱이 있습니다. 보통 직경 5mm 이하의 작은 플라스틱을 칭하며 해양 연구자의 일부는 1mm보다 작은 모든 플라스틱 입자나 단편을 말하기도 합니다. 미세플라스틱은 주변에서 흔히 접할 수 있는 플라스틱 쓰레기가 바람이나 비의 영향으로 잘게 부서지면서 떨어져 나와 하천에서 바다까지 흐르게 됩니다. 플라스틱은 자연분해 되지 않기 때문에 잘게 부서진 미세플라스틱은 해양 쓰레기로 존재하게 됩니다. 플라스틱의 종류는 100종류 이상인데 그 중 생활용품에 사용되는 플라스틱이 상당수라고 합니다. 플라스틱에는 야외 장난감이나 세제 통, 봉투, 랩 등으로 사용하는 폴리에틸렌과 빨대나 페트병, 문구 등으로 사용하는 폴리프로필렌, 옷걸이, 식품용 트.. 2022. 11. 3. 없어서는 안 될 물질 물 물의 특성 물은 산소와 수소가 결합한 수소 결합이라고 하는 상당히 강한 분자 사이의 인력을 갖고 있기 때문에 지구상에서 유일하게 고체의 부피가 액체보다 큰 물질입니다. 물은 일반적으로 무색무취라고 하지만 실제로는 아주 미세한 청록색을 띤다고 합니다. 그렇기 때문에 바다와 같이 두꺼운 층을 이루는 물과 얼음이 푸르게 보이는 것입니다. 물 분자의 수소 결합으로 인한 특성 중 가장 신기한 것은 고체 상태인 얼음이 액체 상태인 물에 뜬다는 사실입니다. 대부분의 물질은 액체에서 고체로 바뀌면서 부피가 줄어들고 밀도가 커지게 되지만, 물은 고체가 될 때 수소 결합수가 늘어나고 그사이에 공간이 생기면서 부피가 늘어나게 됩니다. 그렇게 되면 얼음의 밀도는 물보다 작아져서 물 위에 뜨게 되는 것입니다. 물이 얼음으로 변.. 2022. 10. 22. 달에서 온 새로우면서 강력한 에너지 헬륨-3 달에서 온 새로우면서 강력한 에너지 헬륨-3 헬륨-3은 헬륨의 동위원소 중 하나로 원자핵은 양성자 2개와 중성자 1개로 이루어져 일반 헬륨 원자보다 가벼운 안정 동위원소로 알려져 있습니다. 분자량의 차이 때문에 기체 상태에서 일반적인 헬륨보다 밀도가 낮고, 끓는점 및 임계점 모두 헬륨보다 낮습니다. 끓는점에 있어서 액체의 밀도는 분자량으로부터 예측되는 것보다 더 낮고 증발열도 현저하게 낮다는 특징을 가지고 있습니다. 화석연료의 고갈과 심각한 지구온난화 문제로 다양한 종류의 대체에너지의 중요성이 대두되고 있습니다. 그중에서 미래 에너지 자원으로 떠오르고 있는 헬륨-3은 가장 이상적인 핵융합 발전의 원료로 평가되고 있습니다. 지속적인 태양풍으로 인해 고갈될 우려가 없으며, 일반적인 원자력 발전기보다 효율이 .. 2022. 10. 21. 연료; 이번 겨울도 잘 부탁해 연료 인류는 2백만년 전 마른 나무나 마른 풀을 연료로 사용하기 시작한 이래로 다양한 연료를 사용해왔습니다. 연료는 가연물에 해당하는 물질로 공기 중의 산소와 결합하여 발생한 열을 에너지로 사용하는 것 이외에도 연소에 의한 빛, 동력 등을 발생시킬 목적으로 사용되는 물질을 말합니다. 사람들은 빛을 내는 수단으로 식물성 기름이나 동물성 지방을 활용하기도 했고, 보다 더 강한 빛과 열을 만드는 숯은 기원전 6천년 경부터 금속을 제련하는 목적으로 그리스인들이 사용했습니다. 또한, 고대 이집트 시대에 이미 천연 아스팔트를 사용한 흔적이 남아있다고 합니다. 산업혁명 이후 동력 기관이 등장하면서 18세기 유럽 전역에서 사용한 목재는 그 소비가 매우 증가하면서 산림 벌채를 야기하였고, 영국이 증기 엔진을 도입하면서 .. 2022. 10. 18. 퇴비화; 모두가 거부하는 쓰레기를 생명의 밑거름으로 퇴비화 퇴비화는 음식물 찌꺼기, 축산폐기물, 낙엽 또는 하수처리장 찌꺼기와 같이 더럽고 불안정한 유기물을 환경과 토양에 무해하고 안정된 부식토로 변환시키는 생물학적 공정을 말합니다. 인간이 농사를 짓기 시작한 이래로 퇴비는 필수품이 되었고, 동물과 식물의 사체 또는 부산물을 농작물에 사용한데서 시작되었다고 볼 수 있습니다. 우리나라 또한 퇴비는 농촌의 필수품이었으며, 재래식 화장실을 이용해 인분을 보관하기도 하였습니다. 화학비료가 나오기 전에는 농작물에 영양분공급 목적으로 사용하여 농업 산물이 증대되는 효과에 초점을 맞췄지만, 현대에는 오염된 토양을 개량하는 용도로 사용된다고 합니다. 퇴비화 과정 퇴비화한다는 것은 유기물 중에서 분해성이 있는 물질을 미생물로 분해하는 과정으로 비교적 고온인 45~55℃에.. 2022. 10. 17. 차세대 새롭게 주목받는 에너지 바이오연료 바이오연료(Biofuel)란? 바이오연료는 바이오매스 즉, 생물유기체에서 얻는 연료로 살아있는 유기체뿐 아니라 동물의 배설물 등 대사활동에서 나오는 부산물을 모두 아우르는 것을 말하며, 화석 연료와는 다른 신재생에너지이자 친환경 대체 에너지입니다. 대표적인 바이오연료로는 바이오에탄올과 바이오디젤이 있으나 지금까지 활용 범위는 제한적입니다. 화석연료와 비슷한 에너지 효율을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 제작 과정 및 가격이 화석연료에 비해 높아 바이오연료에 대한 수요는 높지 않은 편입니다. 그런데도 바이오연료가 미래 대체에너지로 주목받는 이유는 바이오 연료의 연소과정에서 발생하는 이산화탄소가 화석연료에 비해 낮으며 공기 중 이산화탄소 농도 증가에도 영향을 끼치지 않기 때문입니다. 바이오연료의 가장 큰 장점은.. 2022. 10. 14. 이전 1 다음 반응형
