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산업과 관련된 과학기술 정보11

머신러닝을 배우기 위해 필요한 지식들 머신 러닝을 공부하려면 다양한 분야의 지식이 필요합니다. 그중에서도 통계학, 선형대수학, 미적분학 등의 수학적 지식이 매우 중요합니다. 제 블로그에서 선형대수학이 상당 부분을 차지하는 이유이기도 합니다. 또한, 이론적 배경과 함께, 프로그래밍 언어에 대한 이해도 필요합니다. 1. 머신 러닝에 대해서 머신 러닝(Machine Learning)은 인공 지능(AI)의 한 분야입니다. 컴퓨터 시스템이 광범위한 데이터에서 학습을 하는데, 이러한 경험을 통해 스스로 성능을 개선하는 능력을 갖게 해주는 알고리즘을 개발하는 것을 목적으로 합니다. 따라서, 머신 러닝은 AI의 일부분이지만, 동일한 개념은 아닙니다. 자세히 말하면, AI는 머신 러닝 외에도 다른 기술과 분야를 포괄하는 개념입니다. 즉, AI는 머신 러닝을.. 2023. 3. 20.

수소 발생 반응의 메커니즘 물의 전기분해에서 수소 발생 반응(HER)은 캐소드에서 물이 환원되면서 수소 분자를 생성하는 반응입니다. 수소가 생성되는 메커니즘은 Volmer-Tafel과 Volmer-Heyrovsky 반응들로 나뉩니다. 이번 포스팅에서는 이 두 반응에 대해 알아보겠습니다. 기본적인 물 전기분해에 대한 내용은 다음 링크를 참조하시기 바랍니다. 물 전기분해의 반쪽 전지 반응(half-cell reaction) 1. 전기화학적 수소 흡착 반응 (Volmer reaction) 캐소드에서 수소 발생 반응은 먼저 수소 흡착 반응(Hydrogen adsorption)이 일어나야 합니다. 여기서 흡착이란 어떤 물질의 표면에 원자나 분자가 붙는 것을 의미합니다. 따라서 이 경우는 수소 원자가 촉매 표면에 붙는 반응을 말합니다. 여기.. 2022. 6. 23.

전고체 배터리는 무엇인가? 리튬 이온 배터리의 구성은 양극과 음극, 분리막, 전해질 등으로 나뉩니다. 일반적인 경우 전해질은 액체 상태인데, 전고체 배터리는 말 그대로 전해질이 고체 상태인 배터리를 말합니다. 이번 포스팅은 전고체 배터리에 대해서 알아보겠습니다. 전고체 배터리란? 전고체 배터리는 다양한 분야에서 이용될 수 있는 유망한 배터리 기술로 여겨지고 있습니다. 아래 그림과 같이 리튬 이온 전지는 양극과 음극, 그리고 분리막과 전해질 등으로 구성되어 있습니다. 전해질은 보통 액체 상태를 이용하여 리튬 이온이 두 전극 사이를 이동할 수 있도록 해 줍니다. 그리고 분리막은 두 전극의 물리적 접촉을 막고, 작은 구멍이 있어 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 줍니다. 그런데 전고체 배터리는 전해질로 액체 대신 고체를 사용합니다. 고체.. 2022. 3. 19.

풍력발전의 원리 쉽게 생각할 수 있는 풍력발전은 바람의 힘으로 선풍기 날개 같은 것(블레이드)을 돌리고, 그것이 전자기 유도를 통해 전기에너지를 생산하는 것입니다. 이번 포스팅에서는 풍력 발전의 원리와 발전 시설의 구성 요소 등을 알아보겠습니다. 전자기 유도 발전기에서 전기에너지를 생산하는 방법은 전자기 유도의 원리를 이용합니다. 1831년 영국의 물리학자 마이클 페러데이는 자기 선속(magnetic flux)의 변화가 기전력을 발생시키는 것을 발견했는데요. 이것이 바로 페러데이의 전자기 유도 법칙입니다. 좀 더 쉽게 설명하면, 자기장 내에서 도체가 상대적인 운동을 하면 전압이 생겨 전기가 흐르는 것입니다. 여기서 유도되는 전압(V)은 다음 식과 같이 도선의 감긴 수(N)와 도선 내의 자기장의 변화율(dɸ/dt)의 곱에.. 2022. 3. 10.

배터리 재활용 문제 전기차에서 배터리는 필수적인 요소입니다. 그리고 배터리 제조에 관련된 산업만이 아니라 사용한 배터리의 재활용은 배터리 공급망의 필수 구성 요소가 됩니다. 이번 포스팅에서는 배터리 재활용에 대한 일반적인 내용을 알아보겠습니다. 배터리 재활용의 필요성 온실 가스 배출 감소를 위한 노력의 결과로 전기차 시장은 급속한 성장을 보이고 있습니다. 이에 동반하여 새로운 혁신적 산업이 도래하고, 공기의 질이 향상되는 등 긍정적인 효과가 나타나고 있지만, 우리에게 수명이 다한 전기차의 폐기물 처리에 대한 고민을 안겨주기도 합니다. 예를 들면, 전기차에서 가장 중요한 부품인 배터리의 재활용 문제를 생각해 볼 수 있습니다. 이전 포스팅에서 언급했듯이 배터리의 주요 자원인 리튬은 한정된 매장량을 가지고 있습니다. 더 큰 문제.. 2022. 3. 7.

물 전기분해의 반쪽 전지 반응(half-cell reaction) 물 전기분해는 일반적으로 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER)으로 나눌 수 있습니다. HER은 캐소드에서 물이 환원되면서 수소 분자를 생성하는 반응이고, OER은 애노드에서 물이 산화되어 산소 분자를 생성하는 반응입니다. 이번 포스팅에서는 HER에 대해 알아보겠습니다. 반쪽 전지 반응(half-cell reaction) 이전 시간에 수소는 높은 효율성과 운반의 용이성을 가지고, 사용 후에 부산물로 물만 생기는 청정 에너지 운반체라고 설명하였습니다. 또한 물 전기분해는 환경 친화적이고 지속 가능한 수소 생산 방법으로, 안정적이고 경제적인 촉매 개발을 위한 연구가 진행되고 있다는 것도 알 수 있었습니다. (다음 링크 참조: 수소 에너지에 관한 기초 지식) 물의 전기분해 과정은 일반적으로 두 가.. 2022. 3. 6.

수소 에너지에 관한 기초 지식 화석연료를 대체할 청정에너지로 여겨지는 수소는 물을 전기 분해하여 생산 저장할 수 있습니다. 물의 전기 분해는 크게 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER)으로 나뉩니다. 이러한 반응에서 촉매는 중요한 역할을 합니다. 이번 포스팅에서는 수소에너지 관한 기초적인 내용에 대해 알아보겠습니다. 수소 에너지란? 수소는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지로 깨끗하고 재생 가능한 에너지로 여겨지고 있습니다. 이는 수소를 연소시키면 물과 미량의 질소산화물만 생기고 다른 오염 물질은 만들지 않기 때문입니다. 사실 수소는 에너지 운반체로 엄청난 양의 에너지를 전달하거나 저장할 수 있습니다. 수소는 연료 전지에 사용되어 전기에너지 및 열에너지를 생산할 수 있습니다. 그리고 생산된 수소에너지는 아직 석유 정제 및 .. 2022. 2. 23.

무어의 법칙 VS 황의 법칙: 반도체 기술의 법칙 무어의 법칙은 반도체 집적회로의 성능이 24개월마다 2배로 증가한다고 말합니다. 하지만 이 법칙은 사실 경험을 바탕으로 제안되었고, 발열 문제와 회로 내 트랜지스터 밀도의 한계 때문에 깨지고 있습니다. 무어의 법칙의 뒤를 이어 반도체에 관련된 법칙으로 각각 메모리와 인공지능에 대한 황의 법칙들이 제안되었습니다. 무어의 법칙 무어의 법칙(Moore’s Law)은 반도체 칩에 집적할 수 있는 트랜지스터의 숫자가 18개월에서 24개월마다 두 배씩 증가한다는 법칙입니다. 인텔의 공동 설립자 고든 무어(Gordon Moore) 박사가 1965년에 제안하였습니다. 그러나 이 법칙은 단지 경험적 사실을 근거로 한다고 비판을 받기도 했습니다. 사실 반도체 기술의 발전은 시장의 상황과 같은 비과학적 변수에 영향을 받을 .. 2022. 1. 18.

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