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자기장에 저장된 에너지와 에너지 밀도 정리2025.05.011. 자기장에 저장된 에너지 자기장에 저장된 에너지는 전류(i)가 흐르는 유도기(L)에 저장되는 에너지로, 이는 {1} over {2} L i^2 의 식으로 나타낼 수 있습니다. 이 에너지는 주로 유도기 내부에 고르게 분포되어 있으며, 외부 자기장은 거의 0에 가깝습니다. 2. 자기장의 에너지 밀도 자기장의 에너지 밀도는 단위 부피당 저장된 에너지로, {B^2} over {2 mu_0} 의 식으로 나타낼 수 있습니다. 여기서 B는 자기장의 세기이며, mu_0는 진공 투자율입니다. 이 식은 솔레노이드 내부의 자기장이 고르게 분포되어 ...2025.05.01
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고급영양학 - 식품의 연소 에너지, 생리적 에너지, 에너지 밀도, 활동수준과 체중 변화에 따른 에너지요구량2025.05.161. 식품의 연소 에너지 식품의 연소 에너지는 사람을 포함한 동물이 섭취하는 음식이나 사료, 식품 등에 포함되어있는 에너지의 양을 의미합니다. 식품은 주로 단백질, 탄수화물, 지방으로 이루어져있으며 사람(동물)은 이와 같은 영양성분을 섭취함에 따라 에너지를 낼 수 있습니다. 식품에 포함된 탄수화물, 단백질, 지방의 비율에 따라 에너지가가 달라지며, 각 함유량에 따라 물리적인 연소치에 소화흡수율을 곱하고 최종적으로 그 값을 다시 더하면 식품의 연소 에너지가가 나옵니다. 식품의 연소 에너지가는 칼로리(kcal)로 표기됩니다. 2. 생리...2025.05.16
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고에너지 밀도 리튬 금속 배터리를 위한 공유 유기 골격체 기반 전극 첨가제2025.04.291. 리튬 금속 배터리 리튬 금속 배터리는 높은 에너지 밀도를 달성하기 위해 얇은 리튬 금속 음극과 고용량 양극을 동시에 안정화해야 한다. 기존 연구는 주로 전해질 개발에 초점을 맞추었지만, 본 연구에서는 전극 맞춤형 분자 화학을 가진 공유 유기 골격체(COF)를 기반으로 한 온디맨드 전극 첨가제 전략을 제시한다. 이 COF 전극 첨가제는 NCM811 양극과 리튬 금속 보호층에 각각 적용되어 전이 금속 이온 chelation, 리튬 이온 탈용매화 촉진, 용매 분해 억제, 전해질 음이온 고정화 등의 역할을 한다. 2. NCM811 양...2025.04.29
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고에너지 밀도와 내구성을 가진 고체 리튬 금속 배터리를 위한 쌍성 고분자 기반 리튬 슈퍼이온 전도체2025.04.291. 쌍성 고분자 기반 리튬 슈퍼이온 전도체 본 연구에서는 고이온 전도도(σ = 3.8 × 10−4 S cm−1)와 리튬 이온 수송 수(tLi+ = 0.78)를 가진 쌍성 고분자 전해질(ZPE)을 개발했습니다. 이 ZPE는 정렬된 이온 채널을 통해 빠른 리튬 이온 전도를 가능하게 합니다. 또한 in-situ 중합을 통해 전극과의 밀접한 접촉과 최대의 이온-이온 상호작용을 달성했습니다. 이를 통해 고에너지 밀도와 내구성이 우수한 고체 리튬 금속 배터리를 개발할 수 있었습니다. 2. 고체 리튬 금속 배터리 고체 리튬 금속 배터리(ASS...2025.04.29
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리튬배터리 원리, 열폭주 현상 및 해결방안2025.01.171. 리튬배터리 원리 리튬이온배터리는 리튬 이온이 양극재와 음극재 사이를 이동하는 화학적 반응을 통해 전기를 만들어냅니다. 양극의 리튬 이온이 음극으로 이동하며 배터리가 충전되고, 음극의 리튬 이온이 양극으로 돌아가며 에너지를 방출하여 방전됩니다. 이때 양극과 음극 사이에서 리튬 이온의 이동통로 역할을 해주는 전해질과 양극과 음극이 서로 닿지 않게 해주는 분리막이 필요합니다. 리튬이온배터리의 4가지 구성요소는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막입니다. 2. 리튬배터리 위험성 리튬이온 배터리는 강한 충격을 받거나 고온에 노출되면 액체인...2025.01.17
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고체 물질의 전기전도2025.01.271. 고체의 전기적 특성 결정고체는 격자라고 부르는 규칙적인 3차원 구조를 이룹니다. 비저항(ρ)은 단위가 Ω·m(SI 단위)이며, 상온에서 비저항 값이 크면 절연체, 작으면 도체입니다. 반도체는 금속에 비해 상당히 큰 비저항 값을 가집니다. 비저항 온도계수(α)와 전하운반자 밀도(n)도 중요한 특성입니다. 2. 결정고체의 에너지 준위 많은 원자들이 결정을 이루면 각각의 에너지 준위가 N개의 준위들로 갈라집니다. 고체에서는 개별적인 에너지 준위들이 모여 에너지띠가 만들어지며, 에너지띠 사이에는 에너지간격이 존재합니다. 결정을 이루는...2025.01.27
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고체 물질의 전기적 특성 및 전기전도2025.01.271. 고체의 전기적 특성 모든 고체는 제각기 결정(crystal)을 가지고 있다. 결정의 모양과 방향은 물질의 종류에 따라 그리고 온도에 따라 변한다. 이렇게 결정을 가진 고체를 결정 고체(crystal solid)라고 한다. 결정 고체는 격자라고 부르는 규칙적인 3차원 구조를 이룬다. 고체마다 각자 다른 고유한 성질을 가지고 있는데 그 성질 중에는 전기전도도를 포함하여 비저항, 비저항 온도계수 등 여러 값이 다른 차이를 보인다. 2. 결정 고체의 에너지 준위 구리(Cu)의 경우를 예로 들어보자. 고체 구리의 경우, 이웃한 원자들 ...2025.01.27
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리튬-이온 전지 기술의 시대를 넘어서 - Beyond the age of lithium-ion batteries2025.01.021. 리튬-이온 전지 리튬-이온 전지는 정보통신 기기에서 널리 사용되는 기술로, 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 얇은 두께, 빠른 충전, 긴 사용시간 등의 장점을 가지고 있다. 하지만 과열 및 발화의 가능성, 독성 화학 물질 포함, 리튬의 고가격과 공급 불안정성 등의 단점이 있어 대체 기술이 필요한 상황이다. 2. 나트륨-이온 배터리 나트륨-이온 배터리는 리튬-이온 전지를 대체할 수 있는 유력한 기술 중 하나이다. 나트륨은 리튬에 비해 매장량이 풍부하고 가격이 저렴해 공급이 안정적이다. 최근 연구에서는 티타늄 도핑을 통해 나트륨-...2025.01.02
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[신소재공학실험]Li-Ni-Co-Al-O Cathode Electrode2025.05.041. Li-Ni-Co-Al-O 양극 전극 이 실험은 Li-Ni-Co-Al-O 양극 전극의 특성을 분석하는 것입니다. 실험에서는 Ni와 Co의 함량을 달리하여 3가지 종류의 NCA 양극 물질을 제조하고, XRD, SEM, 충방전 테스트 등을 통해 구조, 형태, 전기화학적 특성을 분석하였습니다. 실험 결과, Ni 함량이 가장 높은 LiNi0.90Co0.05Al0.05O2 조성에서 가장 높은 방전 용량이 나타났으며, 구조 및 입자 형태도 가장 양호한 것으로 확인되었습니다. 이를 통해 Ni 함량을 높이는 High-Nickel 양극재 개발이...2025.05.04
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전고체 배터리 기술 동향2025.04.261. 전고체 배터리 기술 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 전해질이 액체가 아닌 고체 상태로 구성되어 있습니다. 이를 통해 배터리의 안전성과 에너지 밀도를 높일 수 있습니다. 전고체 배터리는 폭발이나 화재의 위험성이 낮고, 부품 수를 줄일 수 있어 전기차 배터리에 적합한 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 고체 전해질의 낮은 이온 전도도가 문제점으로 지적되고 있으며, 이를 해결하기 위한 소재 개발 및 제조 기술 향상이 필요한 상황입니다. 2. 리튬이온 배터리 기술 리튬이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성되어 ...2025.04.26
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