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최근에 에너지혁명2030 이라는 책을 읽었습니다.

관심있던 주제를 다루고 많은 통계와 자료로 근거를 가지고 설명을 해주는 책이지만

처음부터 끝까지 태양광에너지, 전기차 짱짱만 하는 글인데 조금 내용이 길다고 느꼈습니다.

하지만 요새 주식도 하고 전공이랑 관련된 분야라서 많은 도움이 되었습니다.

에너지혁명2030의 줄거리를 이야기하겠습니다.

기존의 석유에너지는 결국 태양광에너지, 풍력에너지에 의해서 붕괴될 것이라고 말하고 있습니다.

석유에너지, 원자력에너지는 결국 소비자에게 공급되려면 특정한 곳에서 생산되어서 운송수단(차량, 전선 등)으로 운반되고 

환경파괴, 위험성이라는 많은 단점이 있습니다. 

하지만 태양광에너지는 많은 장점이 있습니다. 

소비자가 직접 에너지를 생산하고(분산 참여형 에너지) 또한 특별한 장점으로 주로 에너지를 많이 사용하는 피크 시간대에

전력생산을 많이 하여 피크 요금 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있습니다.

그리고 태양광에너지 생산을 위한 패널의 가격도 무어의 법칙과 같이 매우 빠른 속도로 원가 절감이 되고 있어서

태양광에너지의 단점인 소비자의 소비 자본 필요도 해결되고 있습니다. 또한 태양광에너지는 관리비용도 적은 장점이 있습니다.

그리고 전기차도 현재는 배터리 때문에 가격이 높은 편인데 배터리의 원가도 매우 빠른속도로 빨리지고 

배터리의 성능은 높아지고 있습니다.

전기차는 또한 석유에너지에 관한 복잡한 부품들이 없어져 고장이나 관리비용도 감소한다고 합니다.

또한 자율주행 자동차로 인해 기존의 자동차 시장이 완전히 변할 것이라고 하고 있습니다. 

자율주행자동차는 교통체증, 주차장 등의 문제를 획기적으로 해결 할 수 있습니다.

하지만 저는 자율주행자동차를 너무 예찬론적으로 적어 놨지만 인터넷을 사용하기 때문에 해킹과 같은 보안문제가 있다고 생각합니다.

이 책에서 했던 좋은 인상적인 표현들을 적어보자면

석기시대의 종말은 돌을 모두 소모해서 온게 아니다. 석유, 기존의 자동차도 마찬가지일 것이다. 

분산 참여형 에너지(태양광 에너지)가 전력회사를 붕괴할 것이다.

결론

이 책은 좋은 근거를 가지고 말을 하고 있지만 너무 시선이 한쪽으로 치우쳐져 있어서 아쉬웠습니다. 

태양광에너지, 풍력에너지 최고, 나머지는 다 붕괴할 것이다. 만 강조하고 태양광에너지, 풍력에너지의 단점은 보기 힘들었습니다.

그리고 번역책이라 우리나라 상황이 반영되지 않았다는 단점도 있죠.

태양광에너지의 단점 중에는 넓은 면적이 필요하다는 점이 있습니다. 따라서 우리나라 상황에 큰 단점으로 적용될 수 있습니다.

또한 자율주행자동차는 해킹이 되면 대형사고, 테러의 가능성도 있습니다.

하지만 개인적인 의견으로는 태양광에너지, 전기차의 시장 장악은 100%라고 저도 확신합니다.

단점이 해결되는 속도가 중요하다고 생각합니다.

이번 글은 요새 너무나도 핫한 2차전지에 대해서 써보도록 하겠습니다.

원래 2차전지가 노트북, 휴대폰 등에 사용되면서 주목을 받았지만 전기차가 떠오르면서 주목을 더욱 받았습니다.

2차전지란??

2차 전지의 시초는 19세기 프랑스의 물리학자 가스통 플랑테에 의해 만들어진 플랑테전지(납축전지)입니다.

2차전지는 축전지라고도 불립니다. 외부의 전기에너지를 화학에너지의 형태로 바꾸어 저장했다가 필요할 때 

전기를 만들어 내는 장치입니다.

현재 노트북, 휴대폰, 스마트워치 등 다양한 전자기기에 사용 중이며 전기차의 필수 부품이고 

IOT가 진행되면 제 생각엔 거의 모든 물건에 2차전지가 사용될 것이라고 생각됩니다. 

1차전지는 한 번 사용하면 끝이고 2차전지는 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지입니다. 따라서 친환경 부품으로 주목받고 있으며

2차전지는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 4대 핵심소재로 구성되어있습니다.

그리고 충전물질에 따라서 종류가 나뉘는데 종류는 니켈-카드뮴, 리튬이온, 니켈-수소, 리튬폴리머 등 다양한 종류가 있습니다

특히 리튬이온전지가 가벼운 무게와 고용량의 장점 때문에 현재 2차전지 시장의 대부분을 차지하고 있고

리튬폴리머전지는 모양을 다양하게 할 수 있어 얇은 전지를 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 

대표적인 2차전지 리튬이온전지의 장점을 알아보겠습니다.

- 환경 규제물질을 포함하지 않아 환경 친화적이다.

- 에너지 밀도가 높다.

- *메모리효과가 없다.(비메모리 효과)

- 수명주기가 길다.

- 보통의 배터리보다 높은 출력 구현이 가능하다.

단점을 꼽자면 전해질이 액체로 구성되어 있어 표면이 파손되면 쉽게 새어나온다는 것입니다.

이 단점을 개선한 전지가 리튬폴리머전지입니다.

메모리 효과란?

기억 효과라고도 불리는데 방전이 충분하지 않은 상태에서 다시 충전하면 전지의 실제 용량이 줄어드는 효과를 말한다.

현재 우리나라는 2차전지 시장에서 좋은 우위를 차지하고 있습니다.

원래 일본의 점유율이 선두였지만 최근에 우리나라가 역전을 하였습니다.

우리나라는 2차전지 시장의 후발주자였는데요. 아마 스마트폰의 영향이 크다고 생각합니다. 

한국의 스마트폰 시장이 성장하면서 배터리 시장도 함께 성장했다고 생각합니다.

현재 삼성 SDI, LG화학, SK케미칼이 좋은 실적을 내주고 있습니다.

제 생각을 보태자면 아직 2차전지는 성장할 길이 많이 남았다고 생각합니다.

우리나라 전기차 시장도 이제 시작이라고 생각하고

소형, 대형배터리 모두 용량도 증가해야하고 향후 플렉시블 배터리도 상용화가 될 것이라고 생각합니다.

2차전지의 강자 대한민국 화이팅입니다!

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추가내용

리튬이온 배터리는 산화, 환원이 전부 리튬만 일어나기 때문에 다른 불순물이 안 생긴다!

방전(사용)시에 음극에서 리튬이 산화되어 리튬이온과 전자가 발생하고 각각 양극으로 이동한다.

리튬이온은 양극으로 가서 양극의 전자와 환원되고

충전시에 외부에서 힘을 가해줘(전압) 리튬이 다시 산화되고 리튬이온과 전자가 발생해서 각각 음극으로 이동한다.

음극과 양극이 붙어있으면 너무 뜨거워져 위험해지기 때문에 분리막이 존재합니다.  

스웰링효과 - 과충전을 방치할 경우 내부 과열과 화학반응이 일어나는 현상

얼마 전 190년 동안 진리로 믿어져왔던 옴의 법칙이 깨졌다는 신기한 뉴스를 봤는데 

더군다나 우리나라 연구진들(포스텍 김지훈 물리학과 교수팀, 대구대 김헌정 교수)에 의해 깨졌다는 소식이었습니다.

우리나라에서 이런 기초연구에 좋은 실적이 나오다니 신기하면서도 멋집니다.

그렇다면 옴의 법칙에 대해서 간단히 알아보고 가겠습니다.

옴의 법칙(Ohm's Law)이란?

옴의 법칙은 전자기학의 법칙 중 하나이고 독일의 과학자 게오르크 옴의 이름을 딴 것입니다.

V=I*R 이라는 유명한 공식이 나오죠.(I=V/R, R=V/I 로 바꾸어 해석할 수 있습니다.)

말로 표현하면 두 지점 사이의 도체에 일정한 전위차가 존재할 때, 도체의 저항의 크기와 전류의 크기는 반비례한다 입니다.

V는 도체에 양단에 걸리는 전위차로 단위는 볼트(V,Volt), I는 도선에 흐르는 전류로 단위는 암페어(A,Ampere), 

R은 도체의 전기저항 단위는 옴입니다.(Ω, ohm)

옴의 법칙은 어릴 때 과학 물리 전기 시간에 배웠던 기억이 나네요.

불변의 진리였죠. 바로 저항의 존재 때문에 불변의 법칙으로 여겨졌는데요.

왜냐하면 어떠한 물질에도 저항은 존재하여 옴의 법칙이 성립했기 때문입니다.

하지만 이 법칙은 바일금속의 등장으로 무너지게 됩니다.

보통 일반적인 물질에서는 전압을 걸어주면 전자가 이동하는데 물질 안에 있는 불순물이 전자의 이동을 방해합니다. 

이를 저항이라고 하는데요.

바일금속에 전압을 걸어주면 내부에 전자가 이동하는 통로가 생깁니다.

이 때 전자들은 이 통로를 통해 방해를 받지 않고 이동하게 됩니다.

이러한 바일금속의 특징을 이용하면 저항을 받지 않고 전류가 흐르는 소자를 만들 수 있습니다.

이 점이 주목 받는 이유는 에너지 손실이 거의 없는 월등한 품질의 반도체 기기를 만들 수 있다고 바라보고 있기 때문입니다. 

또한 발열을 줄일 수 있고 전력송수신에 효율이 올라갑니다.

하지만 이러한 발견에 부정적인 시선이 있습니다. 

실험에 착오가 있었던건 아닐까, 옴의법칙이 깨지다는 과장된 표현이다, 단지 상온 초전도체가 발견되었을 뿐이다.

등의 부정적 시선들이 많이 보이네요.

본문대로라면 엄청난 발견이지만 2013년에 최초 발견인데 너무 잠잠하다고 생각되긴 합니다.

190년 동안 불변의 법칙인 옴의 법칙이 깨지다 라는 약간 과장된 표현이 사용되었을 수도 있지만

분명 상온에서 초전도체의 성질을 가진다면 그리고 추후에 상용화가 가능하다면 엄청난 발견은 확실하다고 봅니다.

활용분야도 엄청나고 그 효과도 어마어마하기 때문입니다.

또 이런 좋은 소식이 대한민국에서 자주 들렸으면 좋겠습니다. 

대한민국 연구진분들 화이팅입니다!