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시청시각 : 10:00~11:00
내용(12줄 이상) : 누구나 전자기기를 사용하고, 전기자동차가 등장하면서 이런 기기들에 에너지를 공급하고 저장할 장치인 배터리의 중요성이 부각되고 있다. 지금까지 사용된 배터리는 주로 리튬이온 배터리이다. 리튭이온 배터리는 두 개의 극과 분리막 사이에서 리튬 이온이 이동하면서 전류가 흐르는 구조이다. 하지만 분리막이 손상되면 폭발하거나 불이 붙는다는 안전성의 문제가 있다. 또한, 배터리의 원료인 리튬의 매장량이 한정되어 있다는 문제가 있다. 배터리의 가격의 최대 60퍼센트가 원료의 가격이기 때문에 배터리의 가격이 리튬의 가격과 연결되어 있다고 할 수 있다. 하지만 리튬이온 배터리가 현재까지 개발된 배터리 중 가장 에너지 밀도가 높기 때문에 쉽게 포기할 수 없다. 하지만 리튬이온 배터리를 대체할 다양한 배터리의 개발 연구가 이루어지고 있다. 하나는 해수 전지이다. 리튬 이온 대신 구하기 쉬운 나트륨 이온을 사용한 배터리로, 에너지 밀도는 낮지만 해수만 있으면 작동할 수 있다는 장점이 있어서 안정적이다. 또다른 것은 리튬에어 배터리이다. 리튬과 산소의 산화물을 사용한 배터리이다. 이 배터리는 리튬이온 배터리보다 용량이 크지만 전압이 낮다는 단점이 있다. 그 외에도 리튬이온 전지의 액체 전해질을 고체로 대체한 전고체 배터리가 있다. 에너지 문제를 해결할 또다른 방법은 연료전지이다. 연료전지는 산소와 수소를 이용해 전기를 생산하고 물만을 배출하는 장치이다. 1839년 개발된 이후 1960년대에 들어서야 주목받아 달탐사 우주선의 에너지원으로 사용되기도 했다. 연료전지는 오염물질의 배출이 없기 때문에 배터리와 더불어 미래의 에너지로 주목받고 있다. 수소 연료전지를 사용한 자동차의 경우, 일종의 발전기로 작동할 수 있어 자동차 한대로 집에서 사용되는 전기를 공급할 수 있다고 한다. 하지만 수소연료전지를 만드는 과정에서 사용되는 촉매인 백금의 가격이 매우 비싸기 때문에 아직 상용화되기는 어렵다. 아직 완벽하지 않지만, 곧 효율이 좋고 안정성 높은 배터리와 저렴한 연료전지가 개발될 것이다.
느낀점(12줄 이상) : 몇 년 전까지만 해도 거의 사용되지 않았던 전기자동차가 상용화되어 주변에도 많이 보이고 있다. 전기자동차가는 엄청나게 많은 수의 배터리를 사용해 자동차를 구동하는 데 필요한 에너지를 저장한다. 그렇기 때문에 배터리의 수명과 에너지 밀도가 전기자동차의 가격과 품질에 영향을 준다고 한다. 지금은 리튬이온 배터리가 사용되지만, 리튬이온 배터리는 충격에 약하다는 단점이 있기 때문에 그것을 대체하거나 안정성을 높이기 위한 연구가 진행되고 있다. 최근에도 전동킥보드를 충전하다가 리튬이온 배터리가 폭발해 화재가 발생했다는 내용의 뉴스를 접한 적이 있다. 에너지 밀도가 높은 것은 굉장히 큰 장점이긴 하지만, 자동차에 들어가는 배터리의 양이 엄청나게 많기 때문에 불이 나면 전동킥보드에서 발생한 화재 정도로 끝나지 않을 것 같다. 빨리 에너지 밀도는 유지하거나 향상시키면서 안전성은 확보한 배터리가 개발되었으면 좋겠다는 생각이 들었다. 배터리 이외에도 연료전지에 대한 내용이 흥미로웠다. 연료전지는 단순히 배터리처럼 에너지를 저장하는 것이 아니라 발전기처럼 작동할 수 있다는 점이 장점인 것 같다. 수소 연료전지 자동차 한 대에 들어가는 연료전지는 10킬로와트 정도의 전기를 발전할 수 있다고 하는데, 10만 대가 모이면 원자력 발전소 1기가 발전할 수 있는 전기의 양과 맞먹는다고 한다. 이 두 가지 기술의 공통점은 모두 최근에 개발된 기술이 아니라는 것이다. 배터리는 물론, 전기 자동차도 19세기 초에 개발되었던 것이고, 연료전지의 기본 원리도 19세기에 발견되었다. 둘 다 당시에는 주목받지 못하고 사라졌지만, 기술의 발달로 단점을 보완하고 성능을 높여 미래의 에너지로 다시 주목받고 있다. 앞으로는 내연기관 자동차가 사라지고 전기자동차, 수소 연료전지 자동차를 길에서 더 자주 보게 될 것 같다. 친환경 에너지가 더 상용화되어 지구온난화와 기후위기를 막는 데 도움이 되었으면 좋겠다.