편하게 보는 전자공학 블로그

조조타운에서 무료로 조조수트를 제공한다고 합니다.

조조수트는 신체치수를 측정해주는 옷입니다.

150개의 센서가 내장되어있고 신체치수를 블루투스를 통해 스마트폰에 저장합니다.

그리고 이 치수를 통해 정확한 사이즈의 옷을 구매할 수 있습니다.

현재 배송비만 결제하면 무료제공됩니다.

상상만 했던게 현실로 일어나고 있네요.

대단하다고 생각하는 점은 무료로 배포한다는점.

검색해보니 조조타운은 일본 1위 패션 온라인 쇼핑몰이라고 합니다.

소비자가 치수를 측정하고 조조타운에서 구매를 더 할 거라는 목적으로 배포했겠지만

제가 CEO라면 이런 과감한 투자는 못 할 거같네요 ㅋㅋ

수트를 사서 수시로 몸의 사이즈를 측정해보면 좋을 듯합니다.

https://youtu.be/wlLqB5kEEU4

조조수트를 이용하는 영상입니다.

관심있으신 분은 보세요! ㅎ

삼성이 세계 최초로 차량용 eUFS(128GB)를 양산한다고 합니다!

이번 포스팅의 목적은 eUFS와 eMMC에 대해서 알아보고 자율주행자동차에 대해서 말하려고 합니다.

삼성전자가 양산하고 있는 차량용 128GB eUFS입니다.

자동차용 128GB eUFS는 고사양용 자동차의 차세대 ADAS 및 인포테인먼트, 대시보드 시스템에 최적화된 메모리로 

스마트기기와 연결되어 다양한 멀티미디어 기능수행합니다.

또한 기존 국제 반도체표준화 기구 제덱의 UFS 2.1 규격에 표준화 예정인 UFS 3.0이 요구하는 

데이터 리프레쉬, 온도감지 기능까지 구현해 안정성 향상했습니다.

일정기간이 지난 데이터를 새로운 셀로 옮기는 데이터 리프레쉬 기능으로 

데이터의 읽기, 쓰기 특성을 오랜 기간 유지하고, 사용 수명을 대폭 확대합니다.

이렇게 자동차용 반도체의 가장 중요한 요소 신뢰성 강화합니다.

엔진 및 주행 중 발생하는 열로 내열성이 중요한 자동차용 메모리 특성에 대비하여

eUFS 내부 컨트롤러에 온도감지 센서 기능 탑재했습니다

여기서 ADAS는 Advanced Driver Assistance Sysytems의 약자로 첨단 운전자 지원 시스템입니다.

자율주행자동차의 시스템이라고 생각하면 되는데요. 

자율주행차는 ADAS가 자동차의 주행에 개입하는 수준에 따라 5단계로 나뉩니다. (국제자동차기술학회, SAE 기준)

아직은 3단계로 적용되어 판매되는 차량은 없으며 2단계까지 개입을 하고있는 상황입니다. 

2단계는 스티어링, 가속, 감속정도가 포함되고 주변상황 감지, 적극적인 운전조작은 포함되지 않습니다.

보통 3단계(부분 자동화)부터 자율주행 단계로 보고 있습니다.

참고 : http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=9687657&memberNo=31245283&vType=VERTICAL

인포테인먼트는 인포메이션 + 엔터테인먼트의 합성용어입니다.

네비게이션이나 DMB, MP3가 대표적인 예 입니다. 

이제 자동차는 단순한 운송수단 뿐만 아니라 하나의 공간이라고 인식해야 하는 자율주행이 더욱 발달할수록 더욱 강조되는 기능이죠.

왜냐하면 사용자의 손발이 더욱 자유로워지니 자동차에서 다른 활동을 할 수 있기 때문입니다.

출처 : 오토헤럴드

이제 eMMC, eUFS에 대해서 알아보겠습니다.

eMMC (Embedded MultiMediaCard) 내장형 멀티미디어카드 라는 의미로, 

데이터를 고속 처리하기 위해 모바일 기기에 내장하는 메모리 반도체입니다. 

소형 저전력 기기의 저장장치로 가장 많이 쓰이며. 컨트롤러와 낸드플래시 메모리가 패키지로 통합돼 제품에 내장 된다.

전력 소모량이 적고 가격은 SSD(Solid-State Drive)에 비해 저렴하기 때문이다. 대신 속도는 상대적으로 느린 편이다. 

eMMC는 ‘마이크론’, ‘킹스톤’ ‘도시바’, ‘삼성전자’, ‘샌디스크’, ‘SK하이닉스’와 같이 주요 메모리 업체에서 생산 중이다. 

하지만 eMMC는 전력 소모량이 더 적고 성능도 우수한 ‘UFS’가 등장하면서 독점 지위를 내줄 것으로 보인다.

eUFS(embedded Universal Flash Storage)는 낸드 플래시 기반의 모바일 기기용 메모리입니다. 

기존에 저장 장치로 많이 사용되던 eMMC보다 읽고 쓰는 속도가 2-3배 빠르고 같은 크기에 더 많은 데이터를 담을 수 있습니다. 

UFS는 국제 반도체 표준화 기구 ‘제덱(JEDEC)’의 최신 내장 메모리 규격인 ‘UFS2.0’인터페이스를 적용했습니다. 

시스템 성능에 큰 영향을 미치는 임의 읽기 속도가 외장형 고속 메모리 카드보다 12배 이상 빠르며

SSD에서 사용 중인 속도 가속 기능 ‘커맨드 큐(Command Queue)’도 적용했습니다. 

스마트폰에서 초고선명(UHD) 콘텐츠를 보면서 다른 작업을 동시에 할 수 있다.

MMC를 내장한게 eMMC, UFS를 내장한게 eUFS라고 보시면 될 거 같습니다.

네이버 지식백과

차량에는 Driver IC, Power IC, Sensor, MCU, 메모리와 같은 많은 종류의 반도체가 들어갑니다.

그리고 한국의 주요 반도체 타겟은 메모리 반도체입니다.

많은 기업이 자율주행자동차에 많은 투자를 하는데 자율주행차 시장에는 한계가 조금 있다고 생각합니다.

결정적인 이유는 차량의 수가 적습니다. 

스마트폰과 비교하면 대략적으로 한 가정이는 1~2대의 차가 있지만 스마트폰은 4대 정도가 있습니다. 

또한 교체주기가 차량은 5년~10년을 사용하는데 스마트폰은 보통 2년을 사용해서 수요가 적고 안정성도 중요합니다.

자율주행자동차 시장이 중요하지만 어두운 면도 있는거 같습니다.

무선충전 스타트업 회사에서 인턴생활을 했었습니다.

일하면서 느낀점과 필수내용들을 정리하겠습니다.

삼성은 일찌감치 갤럭시 S6, 노트 5 모델부터 무선충전을 지원했고 애플은 아이폰 8 이후 모델부터 무선충전을 지원합니다.

무선충전의 방식은 크게 3가지로 구분됩니다.

1. 자기유도방식

자기유도방식은 몇 센티미터의 짧은 거리에서만 충전할 수 있다는 한계를 가졌지만 높은 효율을 가지고 있습니다. 

우리 주변에서 가장 흔히 볼 수 있는 무선충전 방식입니다. 

자기유도방식에는 Qi, PMA 표준이 있습니다. Qi가 가장 대표적이고 제품도 많은 표준입니다.

Qi(치)는 가장 유명한 무선충전 표준이며 무선전력위원회(WPC)에서 개발하고 4cm 이내에서 무선충전되는 인터페이스 표준입니다.

효율이 좋지만 거리가 너무 짧아 거의 유선과 큰차이가 없는 상황입니다.

2. 자기공진방식(자기공명방식)

자기공진방식은 수 미터 근방의 거리까지 충전이 가능합니다. 음파의 공진현상을 자기장에 적용한 것 입니다.

송신기 수신기가 정확한 위치에 놓이지 않으면 효율이 현저하게 떨어지며 중간에 장애물이 놓이면 마찬가지로 효율이 떨어집니다.

실생활에서 이상적으로 사용하려면 연구가 많이 필요한 상황입니다. 

Airfuel Aliance는 자기유도방식, 자기공진방식 표준을 모두 제공합니다.

3. 전자기파방식

안테나를 통한 전력공급 방식인 전자기파 방식은 수십 킬로미터 이상 떨어진 곳에 높은 전력을 송신할 수 있지만  

효율이 낮고 전자파 관련 문제(신체에 영향 등)로 인해 연구활동이 적습니다.

이번엔 무선충전기에 중요한 부분인 파워앰프를 다루겠습니다.

파워앰프의 클래스별로 정리해보겠습니다.

Class A

가장 기본적인 반도체의 증폭 개념을 그대로 사용한 방식으로 출력소자에 항상 바이어스 전류가 흐릅니다.

플러스쪽, 마이너스쪽 모두 항상 증폭해 가장 왜율이 적고 좋은 선형의 출력을 가지지만 효율이 낮습니다.  

Class B에 비해 출력이 1/4입니다. 

출력과 상관없이 항상 전압이 걸려 그 에너지는 모두 열로 날라갑니다.

트랜지스터 한개로 구현가능

출처 : http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_5.html

Class B

Class A의 발열 및 전력 소모의 문제를 해결하려고 에너지 효율 중심으로 설계

스위칭 왜곡 발생되기 쉽고 음질 저하의 단점 

트랜지스터 두개로 구현

출처  : http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_5.html

Class AB

Class A와 Class B의 장점을 절충한 앰프

Class D

스위칭 기법을 사용하여 소자가 디지털 적으로 ON, OFF 되어 효율이 높습니다.

Class A는 효율이 20%정도인 반면 Class D는 효율을 90%~95%까지 올릴 수 있습니다.

여기서 스위칭이 일어나기 때문에 FET가 상할 수 있어서 Dead time을 주게 됩니다. 두 개의 신호가 안 겹치게 해주는 기법입니다.

요 부분이 구현할 때 좀 어렵더라고요. 특히 고주파로 넘어가면 마땅한 소자 찾기가 힘들었습니다. 

Dead time

High 쪽 Low 쪽 모두 ON인 상태를 주지 않기 위해 Dead time을 줍니다.

무선충전경우 Class D를 현재 사용을 많이 하고 있습니다.

스마트폰용 무선충전기는 주로 100~200Khz 대역을 많이 쓰는데 저정도는 Dead time을 구현하기 용이하지만 

6.78Mhz 대역을 구현하기는 쉽지 않았습니다.

Class E

효율은 Class D보다 아쉽지만 구현하기는 Class D보다 수월했고 효율도 그럭저럭 만족할만했습니다.

일을 하면서 느낀바는 코일 패턴이나 LC공진을 어떻게 잘 맞추냐에 따라서 효율에 영향을 끼쳤고

회로가 맞더라도 원하는 주파수 대역을 소자가 지원을 안하면 결과가 나오지 않기 때문에 DataSheet를 잘 봐서

소자가 그 주파수 대역에서 작동하는지를 잘 파악하는것도 중요하다고 생각합니다.

하루 빨리 조금 더 충전거리가 자유로운 무선충전시대가 왔으면 좋겠습니다.

11월 삼성전자가 충전속도가 5배 빠른 그래핀볼을 개발했다는 기사를 보고 궁금증이 생겨 조사해보았습니다.

그래핀볼 연구는 삼성SDI와 서울대 화학생물공학부 교수 연구팀이 공동 개발했다고 합니다

먼저 그래핀에 대해서 알아보겠습니다.

출처 : 위키백과

꿈의 신소재라고 하는 그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이며 탄소 원자들이 모여 2차원 평면으로 벌집구조로 이루어져 있습니다.

원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로 두께는 0.2nm 로 엄청나게 얇으면서 물리적 화학적으로 안정성이 높습니다.

그래핀은 매우 높은 진성 전자이동도, 높은 열전도도, 높은 빛 투과율을 가지고 있습니다.

구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있습니다.

이러한 특이한 성질 덕분에 터치패널, 플렉시블 디스플레이, 태양전지, 방열필름 등 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.

삼성전자 종합기술원은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가 실리카(SiO2)를 사용해 그래핀을 마치 팝콘 같은 

3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 규명했습니다.

그래핀볼을 리튬이온전지의 양극 보호막과 음극 소재로 사용했더니 충전용량이 늘어나고 충전시간이 단축되고 

고온 안전성까지 모두 향상되었습니다. 

기존의 배터리는 완전충전되는데 1시간 가까이 시간이 걸렸지만 그래핀볼 소재를 이용한 배터리는 12분으로 완전충전이 가능하였고

60도까지 안정성을 유지해 전기차 배터리 요구조건도 충족했습니다.

스마트폰 배터리나 특히 전기차 배터리에 효과가 크겠습니다. b

OLED 디스플레이 분야에서 많이 들었는데 제대로 알지 못해 정리하는겸 포스팅을 하겠습니다.

OLED는 유기 발광 다이오드로 Organic Light Emitting Diode의 약자입니다.

많이 들어보신 AMOLED도 OELD의 종류 중 하나입니다.

유기 물질에 전류가 흐르면 발광하는 다이오드란 뜻인데 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

우선 전체적인 구조부터 LCD와 OLED를 비교하면서 보겠습니다.

출처 : LG디플

기본적으로 LCD는 비발광 OLED는 자체발광입니다. 따라서 LCD는 광원인 BLU(Back Light Unit)를 가지고 있죠.

하지만 OLED는 자체발광이므로 광원이 따로 필요하지 않아 구조가 LCD에 비해 간단하고 얇고 가볍게 만들 수 있습니다.

먼저 용어부터 정리하겠습니다.

BLU(Back Light Unit)는 스스로 발광하지 못하는 LCD의 광원입니다.

POL(Polarizer)는 편광판으로 입사광의 수직 또는 수평 편파를 구분하여 통과시킬 수 있는 필름입니다.

LCD에서 POL은 필수적인 부품이며 빛의 진동 방향을 조절해 빛을 걸러줍니다. 만약 POL이 없다면 화면은 뿌옇게 보일 것 입니다.

또한 2개의 POL을 이용하여 빛의 밝기도 조절할 수 있습니다. 

OLED에서 POL은 필수적인 부품은 아니지만 빛의 반사를 줄이고(야외 시인성 확보) 검은색의 구현을 좀 더 용이하게 해줍니다.

TFT(Thin Film Transistor)는 반도체이며 RGB 픽셀 안에서 각 픽셀 빛의 밝기를 조절하는 전기적 스위치 역할을 합니다.

이제 OLED 발광부 부분의 구조를 살펴보겠습니다.

출처 : LG 화학

HIL : 정공 주입 층                               HTL : 정공 이동 층

ETL : 전자 이동 층                               EIL : 전자 주입 층

EML : 정공과 전자가 합쳐진 Exciton이 에너지를 빛으로 발산하는 층

발광 순서는 먼저 정공과 전자가 주입이 된 후 EML에서 만나 Exciton을 만듭니다.

그 후 Exciton이 Relaxation(안정화)이 되면서 빛을 방출합니다.

그리고 전자와 정공의 Band Gap에 따라 빛의 종류가 다르고 이 Band Gap은 유기물의 종류에 따라 다릅니다.

파장이 긴 빨간 빛은 Band Gap이 작고 파장이 짧은 파란 빛은 Band Gap이 큽니다. 

OLED 장점

-두께가 얇다.

-효율, 수명이 LCD에 비해 좋다. 

-색재현력이 우수하고 검정색을 완전하게 구현한다.

-고해상도 화면 실현이 가능하다.

-화질의 반응속도가 빨라 잔상이 없다.

-넓은 시야각을 가지고 있다.

-전력소모적고 제조방식 간단해서 제작비용이 저렴하다.

-Flexible한 특성이 있어 곡선 부분에 적용이 가능하다.

OLED 단점

-번인현상(유기물을 사용하여 발생하는 현상으로 같은 화면을 장시간 켜두면 특정 픽셀만 수명이 다하거나 타버려 잔상이 남는 현상)

출처:http://www.greened.kr/news/articleView.html?idxno=33063

번인현상도 점점 해결해가고 있으니 더욱 발전된 OLED의 제품들이 기대되네요.

아이폰 X에도 OLED가 탑재된다고 합니다.

요새 핫한 전기차에 대해서 다뤄보겠습니다.

전기차, 전기자동차란 석유 연료나 엔진을 사용하지 않고 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말합니다.

전기차는 사실 가솔린 자동차보다도 먼저 발명 되었지만 배터리 문제(무게, 용량, 충전속도 등), 가솔린 차의 성장 때문에 

뒤로 밀려났다가 현재 배터리 문제도 어느 정도 개선되고 친환경적이어서 주목받고 있습니다.

전기차는 친환경, 무소음, 넓은공간, 저렴한 유지비 등 많은 장점을 가지고 있습니다. 

또한 배터리 힘으로만 움직이기 때문에 내연기관 자동차와 달리 복잡한 변속장치가 없어 사용법도 단순하고

이 때문에 공간 효율이 좋습니다. 앞에도 엔진이 없기 때문에 트렁크 공간이 있죠.

저는 전기차하면 테슬라가 바로 생각납니다. 위의 사진도 테슬라의 전기차 모델입니다.

테슬라는 미국의 전기자동차 회사이며 물리학자인 테슬라의 이름을 따서 지었습니다.

여기서 알아야할 인물이 한 분 있습니다. 엘론 머스크 입니다.

엘론 머스크는 페이팔(결제서비스), 스페이스 X, 테슬라(전기차) 등을 설립했죠. 

또한 최근엔 솔라시티(태양광 에너지)도 인수했다고 합니다.

하나하나 진짜 대단한 회사입니다.. 현재 테슬라, 스페이스 X의 CEO입니다. 아이언 맨의 모티브가 된 사람이기도 합니다.

내년부터 국내진출을 한다고 하니 기대가 되네요.

그리고 현재 국내에서는 현대 자동차의 아이오닉 모델이 유명합니다.

전기차에서 제일 중요한 부품은 배터리라고 생각합니다.

배터리가 전기차의 무게, 가격, 성능의 대부분을 차지하기 때문입니다.

현재 전기차에 사용하는 중대형 리튬이온배터리는 LG화학이 세계1위를 잡고 있습니다.

그리고 배터리 충전은 곳곳에 있는 충전소에서 가능합니다. 처음엔 몰랐는데 관심을 가지고 보니 생각보다 꽤 있더라고요.

최근엔 전기차에 무선충전기술이 적합되고 있습니다. 전기차에겐 큰 이점이 될 수 있죠.

쇼핑이나 식사시에 잠깐 주차만하면 주행거리가 늘어나고 퇴근하고 주차하고 다음날 출근시에는 배터리가 가득 차있으면

매우 편리할 거 같습니다. 퀄컴에서는 주행 중 무선충전이 가능한 도로를 개발했다고 합니다.

퀄컴의 dynamic electric vehicle charging

매우 놀랍네요. 고속도로에 적용하면 매우 좋을듯합니다. 

현재 배터리는 태양광, 스마트폰 등의 발전으로 빠르게 발전하고 있습니다. 

이에 따라서 전기차의 성능은 높아지고 가격은 떨어질 것으로 예상되어서 나중엔 전기차가 시장을 장악할 것으로 판단되네요.

한국이 배터리 쪽으로 세계 시장의 좋은 자리를 선점하고 있어서 좋네요!

얼른 현대차 하고 기아차도 세계 시장에서 더욱 좋은 결과를 냈으면 좋겠습니다! 화이팅~!

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!

==================================================================

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!

4차 산업혁명이란 단어가 많이 등장합니다.

드론, 3D프린터 등 이미 실생활에서도 보이고 주식에도 영향을 많이 미칩니다.

이러한 4차 산업혁명 중 통신에 관하여 라이파이가 있습니다. 이번 글은 라이파이에 관한 글입니다.

라이파이란? 라이트 피텔리티(Light-Fidelity)의 줄임말로 LED에서 방출되는 빛을 이용한 5세대 이동통신 기술입니다.

라이파이 용어는 2011년 영국의 에든버러 대학교의 해럴드 하스 교수가 처음 만들었습니다.

LED 조도 조절 관련 실험을 하다가 우연히 발견하게 되었는데요.

라이파이의 원리를 쉽게 설명하면 LED전구의 깜빡임을 이용한 것입니다. 

즉 LED의 ON이 신호 1 OFF가 신호 0이 되어서 데이터를 디지털 신호로 전송하는 것입니다.

전구의 깜빡거림이 매우 빨라서 사람의 육안으로 확인이 되지 않아 생활을 하는데에 지장이 없습니다.

현재 와이파이는 제한된 주파수 범위 때문에 급증한 사용자의 수를 감당하기 힘든 상황에 놓이고 있습니다.

따라서 라이파이의 상용화가 하루 빨리 기대되는 상황입니다. 

라이파이 장점

- 빠른속도(와이파이의 약100배, LTE의 약 66배의 속도가 가능합니다.)

- 전자파가 발생하지 않아서 인체에 무해합니다.

- 주파수 대역폭이 넓다. (기존의 무선통신 300MHz~30GHz 라이파이 80THz~750THz 주파수 대역폭이 1만배 이상 넓다.)

- 물속이나 비행기에서도 가능(전기와 조명만 있으면 인터넷이 가능해진다. 전파 방해도 없으니 비행기 모드가 불필요하다.)

- 별도의 통신기기 필요 없어진다. (와이파이 공유기 같은 기기가 불필요하다.)

- 보안 우수성 (빛이 유출되지 않으면 정보의 유출을 걱정하지 않아도 된다.)

- GPS 우수성(조명의 위치로 파악하기 때문에 기존의 GPS의 오차를 크게 줄일 수 있습니다.) 

라이파이 단점 

- 빛이 닿는 곳에서만 통신가능 (중간에 장애물이 있다면 조명을 이용한 통신이 어렵습니다.)

- 가시광선을 덮는 직사광선 때문에 야외에서 사용 불가능

저도 성격이 급해서 느린 걸 못 참는데 라이파이가 상용화가 된다면 실내에서는 빠른 라이파이를 이용하고 

야외에서는 라이파이 사용이 어려우니 LTE나 와이파이를 사용하면 좋을듯합니다.

SK, KT, LG 기업 등이 노력하고있는 5G도 2019년 정도면 상용화가 된다고 합니다. LTE보다 빠른 5G도 기대가 되네요! (약 20배 빠릅니다.)

라이파이, 5G 관련주(서울반도체, 빛과전자, 텔레필드, 기가레인, 이루온)도 최근에 많은 주목을 받았습니다.

5G랑 라이파이가 상용화가 된다면 많은 데이터량을 요구하는 4차 산업이 더욱 빠르게 성장할 것입니다.

매번 한계를 깨는 통신의 속도, 그 한계는 어디일까요?