이토록 쓸모 있는 리튬이온배터리 이야기

우리가 몰랐던 전기차와 리튬이온배터리의 거의 모든 것
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Publication Date 2024/12/10
Pages/Weight/Size 146*210*20mm
ISBN 9791198946003
Categories 청소년 > 청소년 수학/과학
Description
우리가 몰랐던 전기차와 리튬이온배터리의 거의 모든 것

『이토록 쓸모 있는 리튬이온배터리 이야기』는 전기자동차의 심장과 같은 리튬이온배터리 안에서 어떤 원리로 전기에너지를 만들어내는지 알기 쉽게 설명한다. 배터리를 이루는 핵심 요소와 재료 선택의 이유부터 충전과 방전 중 배터리 안에서 일어나는 일련의 메커니즘은 물론, 최근 사회적 불안감이 고조되는 배터리의 열폭주 등을 과학적으로 파헤친다. 다만 이론적 설명보다는 독자들 스스로 사고실험을 통해 머릿속에서 마음껏 생각을 확장할 수 있게 격려한다. 사고실험이란 실험에 필요한 장치와 조건을 가정한 후 이론을 바탕으로 일어날 현상을 예측하는 것으로 과학자들도 자주 시도하는 방식이다. 특히 배터리 관련 실험은 일상에서 시도하기에는 너무 위험하고, 무엇보다 까다로운 제반조건을 충족시키기 어렵기 때문에 사고실험은 안전하게 생각을 펼치는 데 더할 나위 없다. 이 책을 통해 전기에너지의 실체를 한층 쉽고 재미있게 이해하고, 나아가 지속가능한 에너지의 미래에 대해서도 함께 고민해 볼 수 있을 것이다.
Contents
저자의 글
프롤로그

01 메커니즘
에너지는 어떻게 만들어질까?


활활 태워라! 그러면 에너지가 솟을 것이다!
물리적인 에너지: 총합은 언제나 같다!
화학적인 에너지: 반응이 일어나면 뭔가 만들어지지!
전기에너지는 어떻게 대량생산되는 걸까?
모든 에너지의 중심에 있는 열에너지

02 배터리와 전기화학셀
배터리를 알아가며 친해져 볼까?


배터리가 전류를 저장하고 생산하는 법
직접적인 방식의 산화 환원 반응을 알아보자
간접적인 방식의 산화 환원 반응은 뭐가 다르지?
어떻게 자발적으로 반응이 일어났을까?

03 리튬이온배터리
방전과 충전은 어떻게 이루어질까?


리튬이온 전기화학셀의 내부가 궁금해?
방전의 의미는 무엇일까?
방전이 자발적으로 진행되는 이유는?
충전의 의미는 무엇일까?
방전과 충전을 학생들의 이동에 비유해 보자!

04 성능과 안전성
무엇이 리튬이온배터리의 품질을 좌우할까?


뭐니 뭐니 해도 많은 전류를 저장해야 해!
과충전은 위험해!
산화 환원 물질의 표준 사용량은 어떻게 정해질까?
흑연의 보호막은 어떤 역할을 하나?
과도한 방전도 위험해!
리튬이온 손실과 내부저항의 증가를 최소화하려면?
배터리의 수명은 어떻게 정할까?
배터리의 얼굴, 폼팩터를 알아보자!
전기자동차의 화재는 어떻게 발생할까?
리튬이온배터리의 성능을 높이기 위한 연구들
전고체배터리, 어디까지 알고 있니?

05 지속가능한 미래
전기자동차는 정말 친환경적일까?


지구온난화가 가져온 정책의 지각변동
소비문화를 바꾸는 기후변화와 그린워싱
전과정평가를 알아보자
전기자동차가 환경에 미치는 영향
왜 관점을 확장해야 하는가?
미래의 중심 에너지는 전기에너지다

에필로그
용어설명
참고자료
Author
박명구
미국 퍼듀대학교(Purdue University at West Lafayette) 항공우주공학과에서 박사학위를 받았다. 미시간대학교(University of Michigan at Ann Arbor) 기계공학과에서 박사후연구원으로서 디트로이트(Detroit)에 있는 빅3 자동차회사와 전기자동차용 리튬이온배터리의 열화 메커니즘 연구를 다년간 수행하였다. 이후 한국의 대기업에 입사하여 배터리연구소 소속 수석연구원으로서 리튬-공기배터리와 지브라(ZEBRA)배터리 연구를 수행하였으며, 기술전략실 Global Open Innovation 소속 부장으로서 혁신적인 배터리 소재 발굴을 위해 글로벌기업, Startup, 연구소 및 대학교 등을 찾아 세계를 누볐다. 전해질을 생산하는 중견기업으로 전직 후 임원으로서 연구소장 등 핵심 보직을 역임하며 리튬이온배터리에 들어가는 액체전해질과 전고체배터리에 사용될 고체전해질 연구를 이끌었다. 대표 논문으로는 2024년 10월 25일 Google Scholar 기준 1,890회가 인용된 「A Review of Conduction Phenomena in Li-ion Batteries」가 있다. 지금은 15년간의 배터리 분야 연구 경험을 바탕으로 자칫 어렵게 느낄 수 있는 과학 분야의 여러 가지 흥미로운 주제들로 청소년과 일반 대중이 쉽게 이해할 수 있는 글을 쓰고자 노력하고 있다.
미국 퍼듀대학교(Purdue University at West Lafayette) 항공우주공학과에서 박사학위를 받았다. 미시간대학교(University of Michigan at Ann Arbor) 기계공학과에서 박사후연구원으로서 디트로이트(Detroit)에 있는 빅3 자동차회사와 전기자동차용 리튬이온배터리의 열화 메커니즘 연구를 다년간 수행하였다. 이후 한국의 대기업에 입사하여 배터리연구소 소속 수석연구원으로서 리튬-공기배터리와 지브라(ZEBRA)배터리 연구를 수행하였으며, 기술전략실 Global Open Innovation 소속 부장으로서 혁신적인 배터리 소재 발굴을 위해 글로벌기업, Startup, 연구소 및 대학교 등을 찾아 세계를 누볐다. 전해질을 생산하는 중견기업으로 전직 후 임원으로서 연구소장 등 핵심 보직을 역임하며 리튬이온배터리에 들어가는 액체전해질과 전고체배터리에 사용될 고체전해질 연구를 이끌었다. 대표 논문으로는 2024년 10월 25일 Google Scholar 기준 1,890회가 인용된 「A Review of Conduction Phenomena in Li-ion Batteries」가 있다. 지금은 15년간의 배터리 분야 연구 경험을 바탕으로 자칫 어렵게 느낄 수 있는 과학 분야의 여러 가지 흥미로운 주제들로 청소년과 일반 대중이 쉽게 이해할 수 있는 글을 쓰고자 노력하고 있다.