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불순물 편집하기
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| − | '''불순물'''(Impurity)이란 순수한 [[물질]]에 자연적 또는 인위적으로 첨가되는 작은 양의 화학물질이다. 불순물은 순수(純粹)한 물질 속에 섞여 있는 혼합물로 [[금속]]이나 [[합금]] 등에 포함되어 있다. 물론 불순물은 많이 포함되어 있을수록 순물질의 성질을 떨어뜨리기 때문에 불순물을 제거하는 것이 일반적이지만 기술적인 문제로 쉽게 제거할 수 없거나 반도체 등의 공정에 있어 양공을 형성하기 위하여 일부러 불순물을 섞는 경우도 있다. 일반적으로 철강에 포함된 불순물은 그 성질에 따라 금속성 불순물과 비금속성 불순물 및 가스 불순물의 세 가지로 구분을 하는데 금속성 불순물로는 [[규소]](S), [[인]](P), [[ | + | '''불순물'''(Impurity)이란 순수한 [[물질]]에 자연적 또는 인위적으로 첨가되는 작은 양의 화학물질이다. 불순물은 순수(純粹)한 물질 속에 섞여 있는 혼합물로 [[금속]]이나 [[합금]] 등에 포함되어 있다. 물론 불순물은 많이 포함되어 있을수록 순물질의 성질을 떨어뜨리기 때문에 불순물을 제거하는 것이 일반적이지만 기술적인 문제로 쉽게 제거할 수 없거나 반도체 등의 공정에 있어 양공을 형성하기 위하여 일부러 불순물을 섞는 경우도 있다. 일반적으로 철강에 포함된 불순물은 그 성질에 따라 금속성 불순물과 비금속성 불순물 및 가스 불순물의 세 가지로 구분을 하는데 금속성 불순물로는 [[규소]](S), [[인]](P), [[망간]](Mn) 등이 있고 비금속성 불순물로는 금속성 불순물의 산화물 및 규산염 등이 이에 속한다. 가스 불순물의 경우 미소한 양이라도 항상 철강에 포함되어 있는데 그 종류로는 수소(H₂)나 질소(N₂) 등이 있다. |
| − | 배터리 방전·충전 때마다 리튬이온이 전해액을 오가는데 이 전해액이 불순물과 반응해 기체로 바뀌게 되면 부피가 2000배가량 커져 배터리가 팽창하게 된다. 오래 쓴 [[배터리]]의 경우 내부에 불순물이 생겨 점점 부풀어 오를 수 있다. [[배터리]]의 다결정 [[양극재]]는 충·방전을 자주 하면 부서져 불순물이 생기고 배터리 효율을 감소시킨다. 반면 단결정 양극재는 잔해물과 불순물이 잘 생기지 않아 배터리 수명과 용량이 높고 가공비도 절감할 수 있다. | + | 배터리 방전·충전 때마다 리튬이온이 전해액을 오가는데 이 전해액이 불순물과 반응해 기체로 바뀌게 되면 부피가 2000배가량 커져 배터리가 팽창하게 된다. 오래 쓴 [[배터리]]의 경우 내부에 불순물이 생겨 점점 부풀어 오를 수 있다. [[배터리]]의 다결정 [[양극재]]는 충·방전을 자주 하면 부서져 불순물이 생기고 배터리 효율을 감소시킨다. 반면 단결정 양극재는 잔해물과 불순물이 잘 생기지 않아 배터리 수명과 용량이 높고 가공비도 절감할 수 있다. |
자연과학부의 김병수 교수와 에너지 및 화학공학부의 이상영 교수 공통 연구팀 개발한 기능성 [[나노셀룰로스]]가 도입된 [[분리막]]은 화학작용에 참여해 불순물을 걸러내는 등의 역할을 한다. 연구팀은 분리막 성능을 높이는 효과적인 2층 구조를 설계했다. 작은 구멍(㎚)을 가진 기능성 나노셀룰로스에 큰 구멍(㎛)을 가진 다공성 고분자 섬유를 붙여 구멍이 많고 균일한 구조를 만든 것이다. 여기에 더해 기능성 나노셀룰로스가 화학반응에 참여하므로 전지 성능을 떨어뜨리는 불순물 제거에도 도움을 준다. 개발한 분리막은 차세대 양극 활물질로 주목받는 리튬망간산화물(LiMn₂O₄, LMO)의 상용화에도 기여할 전망이다. 이 물질은 저렴하고 출력 특성이 우수해 고용량 배터리로 주목받지만 고온에서 망간이 흘러나오는 단점이 있었다. 이는 고온에서 전지 성능을 급격하게 악화시키는데, 새로운 분리막을 쓰면 이러한 현상을 개선시킬 수 있다.<ref> 〈[https://eche.unist.ac.kr/kor/%EB%B6%84%EB%A6%AC%EB%A7%89%EC%9D%98-%EC%9E%AC%EB%B0%9C%EA%B2%AC-%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BC-%EC%9E%A1%EA%B3%A0-%EC%A0%84%EC%A7%80-%EC%84%B1%EB%8A%A5-%EB%86%92%EC%9D%B8/ “분리막의 재발견”… 불순물 잡고, 전지 성능 높인다! – 김병수-이상영 교수팀 | UNIST 에너지화학공학과]〉, 《유니스트》, 2016-08-04</ref> | 자연과학부의 김병수 교수와 에너지 및 화학공학부의 이상영 교수 공통 연구팀 개발한 기능성 [[나노셀룰로스]]가 도입된 [[분리막]]은 화학작용에 참여해 불순물을 걸러내는 등의 역할을 한다. 연구팀은 분리막 성능을 높이는 효과적인 2층 구조를 설계했다. 작은 구멍(㎚)을 가진 기능성 나노셀룰로스에 큰 구멍(㎛)을 가진 다공성 고분자 섬유를 붙여 구멍이 많고 균일한 구조를 만든 것이다. 여기에 더해 기능성 나노셀룰로스가 화학반응에 참여하므로 전지 성능을 떨어뜨리는 불순물 제거에도 도움을 준다. 개발한 분리막은 차세대 양극 활물질로 주목받는 리튬망간산화물(LiMn₂O₄, LMO)의 상용화에도 기여할 전망이다. 이 물질은 저렴하고 출력 특성이 우수해 고용량 배터리로 주목받지만 고온에서 망간이 흘러나오는 단점이 있었다. 이는 고온에서 전지 성능을 급격하게 악화시키는데, 새로운 분리막을 쓰면 이러한 현상을 개선시킬 수 있다.<ref> 〈[https://eche.unist.ac.kr/kor/%EB%B6%84%EB%A6%AC%EB%A7%89%EC%9D%98-%EC%9E%AC%EB%B0%9C%EA%B2%AC-%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BC-%EC%9E%A1%EA%B3%A0-%EC%A0%84%EC%A7%80-%EC%84%B1%EB%8A%A5-%EB%86%92%EC%9D%B8/ “분리막의 재발견”… 불순물 잡고, 전지 성능 높인다! – 김병수-이상영 교수팀 | UNIST 에너지화학공학과]〉, 《유니스트》, 2016-08-04</ref> | ||
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* 〈[https://www.scienceall.com/%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BCimpurity/ 불순물(impurity)]〉, 《사이언스올》 | * 〈[https://www.scienceall.com/%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BCimpurity/ 불순물(impurity)]〉, 《사이언스올》 | ||
* 〈[https://eche.unist.ac.kr/kor/%EB%B6%84%EB%A6%AC%EB%A7%89%EC%9D%98-%EC%9E%AC%EB%B0%9C%EA%B2%AC-%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BC-%EC%9E%A1%EA%B3%A0-%EC%A0%84%EC%A7%80-%EC%84%B1%EB%8A%A5-%EB%86%92%EC%9D%B8/ “분리막의 재발견”… 불순물 잡고, 전지 성능 높인다! – 김병수-이상영 교수팀 | UNIST 에너지화학공학과]〉, 《유니스트》, 2016-08-04 | * 〈[https://eche.unist.ac.kr/kor/%EB%B6%84%EB%A6%AC%EB%A7%89%EC%9D%98-%EC%9E%AC%EB%B0%9C%EA%B2%AC-%EB%B6%88%EC%88%9C%EB%AC%BC-%EC%9E%A1%EA%B3%A0-%EC%A0%84%EC%A7%80-%EC%84%B1%EB%8A%A5-%EB%86%92%EC%9D%B8/ “분리막의 재발견”… 불순물 잡고, 전지 성능 높인다! – 김병수-이상영 교수팀 | UNIST 에너지화학공학과]〉, 《유니스트》, 2016-08-04 | ||
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