니싼 리프에 대한 기사가 이코노미스트에 나왔다.

100% 전기자동차인 니싼 리프~!

현재 대량생산체제 준비가 진행 중인데..

한번 어떠한 내용인지 살펴봅시다.^^


http://www.economist.com/blogs/babbage/2010/10/future_fuel_economy




새로 나올 니싼 리프(Nissan Leaf) - 세계에서 처음으로 양산되는 100% 전기자동차,에 대한 가장 놀라운 사실은 이 차는 궁극적으로 일반 자동차와 차이가 없다는 것이다. 일단 생긴것 자체가 보통 자동차와 비슷하다. 또한 승차감이나 핸들링도 그러하다. 씩씩하게 가속하고, 보통차처럼 멈춘다. 5명의 어른이 동시에 탑승하다. 그리고 화석 연료 차량이나 하이브리드 차량보다 1 갤런당 훨씬 많은 마일, 혹은 동일한 마일을 운행할 수 있다.

전기차와 통상적인 차의 파워를 어떻게 비교해야하는지는 아직 합의가 안되었다. 이것이 소비자로 하여금 통상적인 하이브리드카 - 곧 나올 쉐보레 볼트(유럽에선 암페라),도요타 프리우스-나 새로운 클린 디젤 - 폭스바겐 TDI - 와 같은 차량 대신에 리프를 선택할 때 얼마의 금액을 절약할 수 있는지 알아내는것을 어렵게 하고 있다. 

지난 30년 동안 미국 자동차 이용자들이 한 것은 자동차를 전시하던 쇼룸에 있던 차량 창문에 붙어있던 '몬로니 스티커'의 체크였다. 다른 것들 중에서, 이것은 자동차 모델이 EPA에서 모사한 도시 및 고속도로 주행 사이클에서 테스트한 것을 표시함 1갤런당 마일리지(mpg)이다. 또한 이 라벨은 비슷한 차종들 사이에서 도시/고속도로의 연료 소모량을 비교할 수 있도록 보여주었다. 더구나 이 라벨은 1년당 그 차를 운영하는데 필요한 연료비용도 리스트화하였다. 

하지만 오늘날 이러한 시트는 더이상 무의미하게 되는데, 그 이유는 주유소의 펌프가 아닌 벽에 있는 플러그로부터 에너지를 공급받는 순수 전기차인 리프와 플러그인 하이브리드차량인 볼트와 같은 차량들의 등장으로 인해서다. 

과거 수년동안 EPA와 NHTSA는 차량용 스티커을 위한 새로운 디자인을 위해 협력해왔다. 새롭게 고안된 레벨(2007년 EISA의 요구 하에)은 연료에 대한 추가적인 정보와 차량 수명에 대한 배출을 제공한다. 그리고 이것은 펌프가 아닌 그리드로부터 그들의 에너지를 받는 것을 차량을 사는 사람들의 필요도 고려하고 있다. 

불행하게도  새롭게 디자인된 스티커는 아직도 디자인 단계에 머물러있다. 차량 제작 업자들은 연료 소모량 및 그린하우스 가스 배출에 기반한 평가가 그들의 새 차량에 매겨지는 것을 싫어한다. 그들이 주장하는 것은  이런 제도는 큰 차는 D 등급으로 낙인찍히게 되고, 그에 반하여 플로그인 전기차는 불공정한 이익을 누리게 된다는 것이다. 즉 밤에 전기차를 재충전하기 위하여 사용되는 전기를 만들기 위해 사용되는 화석에너지 발전소들의 배출은 무시되기 때문이라는 것이다. 이랬든 저랬든 새로운 스티커는 2012년 모델부터 준비될 것이다.

반면 전기차나 플러그인 하이브리드 차량을 사는 사람들은 어둠 속에 놓여졌다. "사용된 양을 재충전하기 위하여 얼마나 많은 양의 전기를 충전해야하는지 우리는 모른다"고 댄 에드문드는 말하고 있다.

복잡한 문제는 배터리 충전을 위하여 사용되는 전기료 또한 정확하지 않다는 것이다. 현재 전기차 회사에서 언급하고 있는 1 킬로와트당 11센트의 가격 또한 불확실하다. 또한 거리상의 제한으로 인하여 초기엔 주로 도시지역에서만 넓게 사용될 것이다. 그렇담 예를 들어, 뉴욕과 같은 곳은 1킬로와트당 20센트이다. 또한 거기에 낮은 온도와 높은 온도에 따른 전기차 거리 영향도 더해져야한다고 생각한다.

일리노이주의 ANL의 엔지니어들은 드디어 확실한 체크 방법을 내 놓았다. 그들의 듀얼 테스트 제안이 SAE에서 채택되었는데, 그것은 프리우스와 같은 전통적인 하이브리드 차량과 볼트와 같은 플러그인 차량의 테스트를 위한 것이다. 고안된 시트커는 새로운 SAE 표준에 기반한 것으로 기대된다. 반면에 엔지니어들은 리프와 같은 순수 전기차를 테스트하기 위한 절차도 개발하고 있다.

이것은 단순해야한다. 역설적으로 하이브리드 차량은 두가지 다른 방법으로 테스트가 되어야하는데, 한번은 기름 엔진, 다른 한번은 베터리 파워로만 운영할 때의 2가지 방법이다. 이러한 두가지 세트의 결과는 미국에서 1일에 평균적으로 이동 거리(35마일, 56킬로미터)에 따른 상대적인 전기의 힘만으로 가는 차량의 이동거리를 고려한 웨이팅 팩터로 합해져야한다.

이것이 소위 "유틸리티 팩터"인데. 이것은 하이브리드, 플러그인 차량을 위한 새로운 스티케로 사용되길 기대되어지고 있으며, 배터리 파워로 운전을 할 때 마일당 소비되는 와트 - 시간과 거기에 더하여 화석 연료의 엔진으로 가는 하이브리드 차량의 거리를 별도로 표기하는 것이다.  순수한 전기차는 아마도 마일 당 와트-시간만 표시를 할 것이고 아마 유틸리티 팩터의 어떠한 변수가 있을 수 있다.

그렇더라도, 그러한 것이 자동차 구매자들에게 플러그인 차량을 사도록 하는데에는 쉽지 않을 것이다. 즉 지금과 같은 연료 사용량이 표시가 되어야지 소비자들이 이해하고 기대할 수 있을 것이기 때문이다. 게다가 이것은 그렇게 계산하기 어려운 것이 아니다. 미국의 1갤런은 약 33,700 와트 - 시간의 에너지가 있다. 따라서 만약 니싼 리프를 사용한다면, 그냥 말하는 것이다. 1 마일을 가는데 300 와트 - 시간이 필요하다고.. 그렇다면 화석 연료의 경제 개념으로는 112 mpg로 환산이 된다.

물론 이것은 단지 차량 배터리에 저장된 에너지만을 나태니며, 플로그로부터 뽑아낸 것은 아니다.따라서 차량의 구동 레벨까지를 위해서는 발전기의 가동보다는 적은 출력이며, 이러한 손실을 고려한 " 럼프드 에피션시 팩터"를  에너지부에서는 사용하여 니싼 리프의 연료 환산을 34 mpg 까지 낮췄다. 하지만 일반적인 차량의 스티커 또한 실제적인 연료소비량을 나타낸 것도 아니다. 따라서 이렇게 주장하는 것은 어찌보면 우습기까지 하다. 그래서 리프나 볼트를 사는 사람들은 그들이 얼마 정도의 금액을 절약할 수 있는지 스티커를 보고 간단하게 알 수 있어야한다. 그리고 그것은 mpg로 표시되는 것이 좋다.













우주 관광의 시대가 성큼 다가오고 있다.

이번 주에 한국을 방문하였던 버진 그룹의 CEO 리차드 브랜슨.

그가 세운 우주 관광 회사인 버진 갈락틱에서 시험 중인 SpaceShip Two의 첫 단독비행이 성공적으로 진행되었다.

자세한 사항은 아래의 기사를 참고하자~!

http://www.economist.com/node/17248882



(모선에서 불리되고 있는 SpaceShipTwo, 버진 갈락틱)


버진 갈락틱에서 보유하고 있는 개인 저궤도 비행선은 10월 10일 첫 솔로 비행을 가졌다. SapceShipTwo는 모체로부터 고도 13,700 미터에서 분리되어 캘리포니아의 모하비에 착륙할때까지 약 11분 동안 글라이드비행을 성공적으로 수행했다.

하루 뒤 미국의 대통령 버락 오바마는 여러달 동안 의회에서 노쟁 중이던 미항공우주국인 NASA의 새로운 법안을 승인하였다. 이 법안은 인간의 상업적인 우주 비행을 진일보하는데 격려할 것이다. 또한 2025년까지 소행성을 방문하기 위한 정부 후원 무인기 개발을 위한 초석도 놓고 있다. 

단, 이 새로운 법안은 11월에 적부심사를 받아야만 한다. 


나노 기술이 점점 발달을 하고 있다.

특히 사람 몸과 관련된 기술은 지속적인 투자로 인하여 이전과 다른 새로운 방법으로 진보를 거듭하고 있다.

방광암(Bladder Cancer). 오줌을 배설하는 기관인 방광에 암(종양)이 생기는 것인데, 이 방광암은 제거 수술을 한 뒤에도 재발할 확율이 무척이나 높다고 한다. 그래서 3개월에 1번씩 방광암 속을 내시경을 통하여 관찰을 해야하는데.. 이게 참 고역이란다. 생각을 해보라! 내시경을 좁은 요도관 속으로 밀어넣어 방광속을 관찰하는 작업이 진찰을 받는 환자의 입장에서는 얼마나 고통스러울지..

그러한 고통을 없애주는 새로운 방광암 진단 기술이 생겨났단다.

궁금하지 않으신가? ^^

http://www.economist.com/node/16930985

이코노미스트의 기사 속으로 빠져봅시다.^^



방광암 진단

노란 잠수함

방광 검사를 조금이라도 덜 공포스럽게 만드는 방법


Transitional Cell Carcinoma(TCC, 이행상피종양)은 그 자체로 무척 공포스럽게 들린다. 이것은 가장 일반적인 방광암의 형태로써, 비록 치유되기는 쉬우나, 재발하는 경향이 있다. 이것이 뭘 의미하냐하면, 만약 TCC가 생겼다는 진단을 받는다면, 환자는 남아있는 인생에서 3개월마다 1번씩 방광 속을 검사할 것을 의사로부터 권유받는다는 것이다.

상상하듯, 이것은 매우 불편하면서 비싼 검사다. 이 검사를 위해서는 최소 국부 마취(a local anaesthetic), 혹은 전신마취가 필요하다. 그리고 모든 수술과 마찬가지로, 위험이 전혀 없는 것도 아니다. 요도관(urethra)을 통하여 삽입되는 내시경(endoscope)과 그 삽입은 상처를 낼 수도 있다.

그렇다면 만약 로보트 탐사선(probe)가 TTC 증상이 있는 환자의 방광에 머물면서 요청이 있을 때 그 부분을 조사한다면 얼마나 좋을까? 이 방법이 이스라엘의 작은 회사인 리얼뷰 메이칼(RealView Medical)이 제안하고 있는 것이다. 이 회사의 엔지니어들이 개발한 기계는 내시경처럼 요도관을 통하여 삽입이 된다. 일단 거기에 있게 되면, 요녀석은 약 2년 정도 그곳에 머무른다. 불편함과 요고관을 다칠 위험은 다른 방법을 사용할 때보다 훨씬 덜하다.

리얼뷰의 내시경 캡슐의 핵심은 25 밀리미터의 길이와 7.5 밀리미터의 직경을 가진 단단한 플라스틱 실린더다. 하지만 이것은 부드럽고 투명한 실리콘 기반의 물질로 만들어진 불활성 쉘 속에 보관되어져있다. 이 쉘은 실런더에 쿠션을 제공하고있고, 이 덕분에 방광 내벽의 손상을 막을 수 있다. 하지만 이것은 두번째 목적이 있는데, 그것은 전체 시스템을 깨끗하게 유지하는 것이다.

어떻게 이것이 가능하냐면, 이  쉘 내부는 실리콘을 통하여 발산하는 미네랄 오일로 채워져있는데, 이오일의 역할은 쉘에 붙는 어느 찌꺼기든 부드럽게 흘려버리는 것이다. 방광 주인(사람^^)이 소변을 봄에 의하여 방광이 손상된다면, 방광벽인 쉘의 표면으로부터 나오는 오일로 닦을 수 있다. 이리하여 원래의 모습 그대로를 유지할 수 있게 된다.

실린더 자체에는 작은 디지탈 카메라, 트랜스미터, 전원을 공급하는 감응형 충전 디바이스, 그리고 엑츄에이터를 포함하고 있다. 이것은 특별하게 디자인된 자석인데, 환자가 검사를 받을 때 착용한 벨트에서 발생되는 외부 자석장을 사용하여 오퍼레이터로 하여금 캡슐을 조정할 수 있도록 하는 것이다. 벨트는 또한 충전 장치에 전원도 공급한다. 이리하여 카메라는 방광벽의 모든 부분을 촬영할 수 있으며, 촬영한 사진을 전송한다. 이 사진들은 컴퓨터로 하나의 완벽한 방광 내부 사진을 제공하게 되며, 방광벽 내부의 종양이 재발했는지에 대한 검사를 할 수 있게 한다.

리얼뷰의 공동 창업자인 비뇨기과 의사(urologist)인 아모스 니만(Amos Neheman)은 캡슐의 의학적 시도는 향후 2~3년 내에 진행될 것이라고 발표했다. 만약 제대로 작동을 하여 승인을 받는다면, 방광암 치료는 편안함과 효과 면에서 획기적으로 향상될 것이다.


  1. Favicon of http://badsex.tistory.com 하늘엔별 2010.09.10 14:05 신고

    놀라운 의학의 발전이군요.
    과학의 발전이라고 해야 하나요? ^^

    • Favicon of https://dairyukemx.tistory.com 대륙엠 2010.09.10 14:23 신고

      그렇습니다.^^ 앞으로 더더욱 의학은 발달을 할 겁니다. 돈이 끊임없이 투자되고, 수익이 창출될거니까요~!^^


오늘 현대자동차에서 고속전기차인 '블루온'을 청와대에서 공개했다.

작년 7월에 나온 일본 미쓰비시의 '아이미브'에 이어 두번째의 전기 자동차라고 한다.

약 400억원의 개발비와 1년이라는 기간 내에 국내 최초의 고효율 전기모터 및 리튬이온폴리머 배터리를 탑재하여 최고 속도 130 킬로미터, 1회 충전으로 최대 140 킬로미터, 전기차용 텔레매틱스 시스템 등을 갖춘 블루온은 오는 10월까지 정부와 지자체에 30대를 공급한 뒤 2011년부터 시범 생산을 시작할 계획이라고 한다. 

특히 '블루온'개발은 11개의 핵심부품을 순수 자체기술로 개발하였으며, 총 88%인 130여 기업이 참여를 했다고 한다.

하지만 대당 가격이 약 5천만원 가량인것으로 확인이 되었기 때문에 가격적인 문제가 있다.

(미쓰비시 아이미브는 5천1백만원, 닛산 리프가 5천5백만원, GM 볼트가 4천8백만원 수준임)

더구나 일본에서는 1천5백만원, 중국에서는 1천1백만원의 보조금을 정부가 지급하기 때문에,  한국도 2012년까지 동급의 가솔린 차량 가격과의 차액 50%를 보조금으로 지원할 계획이라고 한다(한도는 대당 2천만원).


이렇게 이야기가 진행이 되면 무척 영웅적인 현대자동차의 스토리 아닐까?

단 1년만에 전기자동차 기술을 모두 적용한 자동차가 만들어졌다는 거.. 과연 이 모든 것이 사실일까? 음... 내가 아는 정보가 없으므로, 그냥 그렇다고 믿는 수 밖에 없다.

하지만, 내가 이러한 의심을 하는 이유가 있다. 바로 어제 이코노미스트에서 읽은 기사 때문이다.

http://www.economist.com/node/16980314

이 기사를 한번 읽어보시면.. 조금 생각이 바뀔 수도 있을 것이다.

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전기 자동차

정말로 전기로 달리는 자동차


전기 자동차들에 관한 광고들 중에는 하나의 문제가 남아있다 : 바로 가격이다. 미국 제네럴 모터스의 볼트(Volt)를 예로 들면, 가격이 약 $41,000 불이다(보조금 지급 이후에도). 따라서 전기 자동차는 여전히 일반적인 운전가들보다는 얼리 어댑터들을 위한 선택으로 남아있다. 더구나 테슬라 로드스터와 같이 200 km/h(125 mph)까지 낼 수 있는 특별한 차량은 당연히 더더욱 비싸다.

이러한 높은 가격에 대한 책임은 부분적으로는 석유로 움직인 일반적인 차량과 경쟁할 수 있는 전기자동차를 만들려는 자동차회사들의 욕심에 있기도 하다. 속도와 거리를 늘리기 위하여 사용하는 기술들은 아직까지 비싸며, 시기상조인 경우가 많다. 예를 들면 볼트의 경우 배터리의 이동거리(65 킬로미터)를 넘으면, 차를 움직이기 위하여 석유를 사용하여 운행을 하도록 하고 있다.



하지만 한국의 회사는 다른 전략을 구사하고 있다. CT&T(http://www.ctnt.co.kr/)는 골프장에서 사용되는 전기차량인 카트를 현재까지도 메인으로 만들고 있는 회사인데, 미국 서부의 고속도로에서 여유롭게 크루즈 운전을 하는 것 보다는 도심에서 비교적 짧은 거리를 저속 주행하는 것에 최적화된 배터리 충전 차량을 생산하고 있다. 이 회사의 플래그쉽(기함) 모델인 eZone은 주부들, 나이가 있으신 분들, 아이들 통학만을 위하여 개발된 2인용 전기자동차다. 1번 충전으로 이동가능한 거리는 100 킬로미터이며, 최대속도는 시속 70 킬로미터다.

현재 eZone은 국제적인 정면 및 측면 충돌 테스트를 통과했기 때문에 일반 판매가 가능한 상황이다. 따라서 현재 유럽에서는 언제든지 $8,000 ~ $16,000 정도의 가격으로 팔릴 수 있으며, CT&T는 2년 내 하와이(일반적으로 주행 거리가 짧은 미국의 주)에서 팔 계획도 가지고 있다. 더구나 이 차량은 운행 비용이 매우 저렴하다. 회사 말에 따르면, 1달에 1,500 킬로미터를 주행한다고 가정한다면, 전기 요금으로 추가부담해야할 비용은 약 $7 정도다.

주행거리 100 킬로미터까지 달릴 수 있는 충전을 위해서는 리튬 폴리머 배터리를 사용해야한다. 주행거리는 약 50킬로미터이지만, 가격적으로 저렴한 lead-acid 배터리를 사용하는 버전도 있다. CT&T 측에서는 일반적인 도시 운전자들은 하루에 40~50 킬로미터 정도를 운행하기 때문에, 가격이 저렴한 lead-acid 모델을 구입한 사람도 밤 동안의 충전으로 다음날 운행하는데는 문제가 없을 거라고 한다.

전기자동차를 비난하는 비평가들이 자주 주장하는 것이 뭐냐하면 전기자동차의 생명력은 정부의 보조금에 좌우된다는 것이다. 하지만 eZone에게는 해당되지 않는다. CT&T의 간단하면서 현존하는 기술의 사용과 한국 정부의 특성(전기자동차 운전자들에게 그다지 보조금을 지급하는 것을 원하지 않는)은 그와 같은 룰을 뛰어넘는 예외가 되고 있다.



요즘 지구상에서 일어나고 있는 모든 일들에 대한 나쁜 일들들, 안좋은 일들에 대한 원인을 하나 꼽으라면

나는 주제없이 석유 자원때문이라고 꼽고 싶다.

내연기관이 생기기 전까지 석유는 그다지 필요가 없은 자원이었다.

장하성 교수가 쓴 책을 보면, 18세기, 19세기 초까지 석유가 정력제로까지 쓰였다는 얘기도 있다.

그러던 석유가 20세기에 들어서는 넘버 1의 자원으로 등극을 하더만,

20세기 후반에는 석유 자원 자체에 대한 쟁탈전 뿐만 아니라,

과도한 석유의 남용으로 인한 지구의 존재 자체에 대한 위협까지도 나타나고 있는 상황이다.

특히 교통수단에서의 석유의 의존도는 너무 극심하다 할 수 있는데...

다행히도 요즘 석유를 대체할 수 있는 많은 연구가 진행되어 실용화단계에 있는 것들도 몇몇 있기도 하다.

그 대표적인 것을 하나 꼽으라면 바로 하이브리드카를 선정할 수 있을 것이다.
 
하이브리드카는 휘발유와 전기배터리를 동시에 사용을 하는 자동차이다.

차가 막히는 곳에서는 전기로 차를 운행하고, 속도가 빠른 고속도로 같은 곳에서는 휘발유로 운행을 하는(동시에 사용한 배터리의 전기도 충전!), 어찌보면 석유차에서 전기차로 가는 과도기적인 기능이 있는 자동차다. 특히 시내 주행에서는 전기로만 이동이 가능하기 때문에, 탄소가 배출되지않아서 도시의 대기오염도 줄일 수 있기 때문에, 궁극적으로는 지구의 온난화를 막는 기능까지 있다고 할 수 있을 것이다.

헌데 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리 관련하여 문제가 있다는 기사가 이코노미스트지에 올라왔다.

그래서 한번 소개를 할까 한다.

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+ url : http://www.economist.com/blogs/babbage/2010/08/hybrid_cars


하이브리드카를 사기위해서는 보통 5,000불(6백만원) 정도의 금액을 추가로 지불을 해야하는데, 그 비용을 추가로 갈 수 있는 거리 라든가, 탄소를 배출하는 자동차들에 대한 우월감을 느낄 수 있는 대가 정도로 생각을 할 수 있다. 따라서 소비자들은 추가 가격의 2/3 이상을 차지하는 배터리에 대해서는 가능한 오래 지속이 될 것을 갈망하고 있다. 하지만 2006~2008년 사이에 혼다 시빅 하이브리드를 구매한 사람들은 이와 같은 얘기를 하기가 좀 어려울 거 같다.



지난 봄 이후, 성난 혼다 시빅 오너들은 그들의 분노를 인터넷에 성토하고 있다. 어떤 사람들은 추월을 하거나 언덕을 올라갈 때 배터리가 갑자기 죽는 현상이 있다고 말하고 있다. 다른 사람들은 완전히 충전된 차를 1~2시간 정도 내버려두면 배터리가 방전되어버리는 현상이 있다고도 말한다. 혼다측에서 밝힌 배터리의 유효기간은 120,000 킬로미터인데, 그 기대 수명의 반 정도만 사용가능한 것이 아닌지 의심이 드는 순간이다.



혼다에서 제시한 해답은 시빅의 배터리 관련한 소프트웨어 패치를 다시 설치를 하는 것이라고 말하지만, 그렇게 새롭게 설치를 한 이후에도 많은 시빅 하이브리드 오너들은 여전히 동일한 현상을 보여주고 있다고 얘기를 하고 있다. 심지어 어떤 오너들은 예전 소프트웨어를 다시 설치해 줄 것을 부탁하기도 하고, 다른 사람들은 더 나은 성능의 배터리로 교환해주지 않으면 법적인 소송을 걸 예정이라고 위협을 하기도 한다.

이러한 논란의 중심에 서 있는 배터리는 믿을 수 있는 구형 니켈 메탈 하이드라이드(nickel-metal hydride, NiMH) 다(요즘의 하이브리드카나 전기 자동차에서 사용하는 좀더 파워풀하면서 다루기 힘든 리튬-이온(lithium-ion) 형태가 아님).  충전이 가능한 니켈 메탈 하이드라이드 셀은 기술적으로는 배터리 역사에서 가장 큰 성공 스토리 중 하나이지만, 상업적으로는 그렇지 않다. 즉 비행기 엔진을 시동걸 때나 지게차의 파워를 담당하느데 수십년 동안 사용해온(힘이 필요로하는 업무에 사용되어 온) 니켈 카드뮴(NiCad) 배터리의 장점은 모두 갖고 있으면서, 단점은 거의 제거를 한 그 후손인 니켈 메탈 하이드라이드.

NiMH의 충전방식을 우선 알아보자. NiCad에서처럼, NiMH의 음극은 포타슘 하이드록사이드(potassium hydroxide)의 전해물에 가라앉는 니켈 옥시하이드록사이드로 만들어진다. 그러나 양극은 독성이 있는 카드뮴 대신에 해가 없는 수소를 흡수하고 있는 합금으로 구성이 되어있다. 더구나 더 중요한 사실은 NiMH는 카드뮴 배터리에 비하여 2~3배 많은 에너지를 저장할 수 있다는 것이었다. 이것 자체만으로도 혼다와 도요타 같은 자동차회사들 사이에서는 가장 선호하는 배터리로 NiMH를 선정하지 않을 수 없었다.

헌데 위와 같은 장점에도 불구하고, 최초에 언급한 배터리 방전과 같은 현상이 일어나는 이유는 무었을까? 몇 가지 추축은 가능한데, 가장 그럴싸한 가능성이 높은 시나리오는 배터리를 사용하고, 다시 충전하는 일련의 과정 상에 문제가 있다는 것이다. 완전한 100% 전기자동차와 달리, 하이브리드카는 다소 낮은 배터리의 사용-충진 과정을 반복한다. 하이브리드카의 배터리는 차량의 재생 브레이크 시스템 뿐만 아니라 엔진으로부터도 계속 충전이 된다. 결과적으로 이것은 완벽하게 배터리를 쓰는 것을 불가능하게 만든다. 만약 셀이 완벽하게 사용되지 않으면(배터리가 완벽하게 소진이 안되면), polarity reversal(극 반전)으로 알려진 상태로 들어갈 수 있는데, 이것은 좋은 셀들과 나쁜 셀들이 서로 바뀌게 되는 것이다. 이렇게되면 셀이 일종에 기능을 하지 못하게 되고, 이러한 현상의 반복은 결국 배터리가 더이상 최대 충전을 할 수 없게 되어버리게 된다.

그렇담 무엇이 그러한 방전을 일으키는 것일까? 배터리 셀의 제조 내성의 작은 차이들이 결국은 큰 결과를 낳게 된다. 또한 NiMH를 충전하는 것은 약간 속임수 같은 사업인데, 왜냐하면 충전되어야할 양이 증가하는 만큼 전압은 조심스럽게 감소해야한다. 만약 충전과정에서 전압 제어 세스템에 실수가 발생하면 배터리가 과충전되고, 이렇게 된다면 일반적인 경우보다 더 많이 방전이 될 수도 있다. 

세번째 가능성은 베터리의 서비스 플러그의 디자인이다 - 배터리를 두개의 독립된  부분으로 나누는 단절 메카니즘으로 인하여 차량에게 공급되어야할 터미널이 더이상 살아있지 않을 때에는 간헐적으로 쇼트가 나는 경향이 있다.

원인이 무엇이든, 충전을 중단시키는 배터리 성능의 저하는 차량을 가속하는 힘 뿐만 아니라, 순간적인 전류의 누설에도 영향을 줄 수 있다. 니켈 메탈 하이드라이드 셀들은 다른 배터리들보다도 이러한 방법으로 빨리 방전된다; 그리고 그 성능이 높으면 높을수록 더 많이 자가 방전하는 경향이 있다. 가속화된 자가방전은 풀 충전된 차량이 쇼핑이 끝난 후 돌아왔을 때 방전되어있는 현상을 설명할 수도 있다.

혼다가 이러한 문제를 해결함에 있어서 취할 수 있는 가장 현명한 방법은 이러한 현상이 있을 수 있는 미국에서 판매된 9만 대 가량의 시빅을 리콜하여 결점이 있는 배터리들을 교체해주는 것인데, 그럴 가능성은 없어보인다. 단순히 비용적인 면(2억 5천만$) 뿐만 아니라, 교체할 배터리들을 확보하는 것 또한 쉽지가 않기 때문이다.

도요타 프리우스와 시빅과 같은 하이브리드 자동차에 사용이 되는 대부분의 NiMH 배터리들은 캘리포니아에 기반을 둔 석유회사인 쉐브론과 배터리의 발명자들 하나인 Energy Conversion Devices of Michigan 의 조인트 벤쳐회사의 라이센스 아래 파나소닉과 산요에서 제작이 된다. 쉐브론은 텍사코로부터 2001년에 지적재산권을 인수하였는데, 텍사코는 GM으로부터 NiMH 기술에 대한 권리를 샀었다(GM은 전기차 프로그램을 취소하였음).

니켈 메탈 하이드라이드 배터리들의 타이트한 공급은 라이센싱 제한과 핵심적인 기술 특허와 관련이 있다. Energy Conversion Devices의 창업자이자 NiMH 배터리의 공동 발명자인 Stanford Ovshinsky를 포함하여, 쉐브론에 대하여 비난이 집중되고 있는데, 그것은 쉐브론이 배터리 기술을 확보한 이후, 활발하게 배터리의 성능을 증진시키기보다는 기술을 그냥 방치하고 있다는데 있다. 공정하게 쉐브론측 의견도 얘기를 한다면, 배터리를 만드는데 필요한 설비들을 갖추고 제품 생산을 시작하기 위해서는 3년 동안 매년 100,000 개의 꾸준한 발주량이 필요하다고 한다. 그렇다고 하더라도, 쉐브론의 이러한 정책은 많은 전기차 생산을 원하는 업체들로 하여금 아예 전기차 개발을 포기하게 한다거나, 아니면 조금은 뒤떨어지는 다른 배터리를 사용하게끔 강요하고 있다.

결과적으로, 메르세데스 벤츠를 포함한 거대 전가치 메이커들이 제기한 소송들은 SB LoMotive(보쉬와 삼성전자가 만든 조인트 벤처회사)로 2009년에 NiMH 기술이 팔렸을 때 극에 달했었다. 소유자의 재적재산권 변화는 NiMH 베터리들의 활용가능성을 높일 수 있지만, 미국이나 일본 회사들보다는 한국과 독일차 회사들에게만 주로 해당이 될 듯하다.

반면 NiMH 배터리는 처음으로 심각한 변화에 직면하고 있다. 새로운 새대의 플로그인 하이브리드와 순수 전기자동차의 등장이다. 예를 들면 GM의 볼트(유럽에서는 엠페라)와 니싼의 리프와 같은 차량인데, 이 새로운 새대의 차량들은 이전의 하이브리드차량 세대에 사용되었던 배터리들보다 더 파워풀한 배터리들을 필요로 한다. 결국 자동차회사들은 리튬-이온 배터리를 사용하고 있다. 다루기에는 좀 더 까다롭지만, 리튬-이온 셀들은 니켈 메탈 하이드라이드에 비하여 2배 정도 더 오래 지속되고 있다.

2002년에 리튬 코발트 옥사이드 캐소드에 대한 특허가 끝났기 때문에, 제조업체들의 생산을 방해할 니켈-메탈 하이드라이드와 같은 특허 방해물이 사라졌다. 더우기 리튬 이온 배터리 생산에 필요한 노하우는 이미 널리 퍼져있는데, 그것은 노트북과 휴대폰 업체들이 선구적으로 진행한 기술진보 덕분이다.

리튬 이온과 관련한 물질들의 가격이나 희소성은 언급할 필요도 없이, 그 배터리의 쿨링, 독성, 재활용과 관련한 문제가 여전히 남아있기는 하지만, 특허로 인한 제한보다는 훨씬 유리하다는 것이 곳이 일반적인 견해해다. 비록 리튬 이온 배터리가 MiMH 배터리의 자가 방전과 같은 기능은 갖고 있지는 못하지만, 전해물을 형성하는 침전물 때문에 배터리 능력을 매년 20% 감소할 수 있다고 한다.  더우기 높은 온도에서는 매년 35% 정도 충전능력이 감소하기도 한다. 이것이 함축하고 있는 의미는 만약 당신이 따뜻한 기후의 국가에 거주한다면, 3~4년마다 전기차의 리튬-이온 배터리를 교체해야한다는 것인데, 아마도 이러한 결점때문에 NiMH 배터리차량이 좀 더 오래동안 머물지 않을까 한다.


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현재 지구상에서 가장 크게 이슈가 되고 있는 것은 환경문제다.

대한민국의 현 시점인 여름의 날씨만 보더라도, 매해 다르게 진행이 되고 있다.

지구 온난화로 인한 여러가지 변화들을 우리는 직접 몸소 체험을 하고 있는 것이다.

지구 온난화의 가장 대표적인 이유는 인간들이 이윤을 창출하기 위하여 만드는 소비재의 생산이 아닐까? 그 소비재들은 사용이 끝난 후 어떻게 처리를 할 것인가에 대한 방법은 고민없이, 당장 생산하여 팔면 돈이 되니까 만들기에만 급급했기 때문에 사용 후 처리에 대한 부분은 전혀 고려되지가 않았고, 이로 인한 제2, 제3의 추가 환경오염이 큰 이슈가 되고 있는 상황이다.

특히 자동차 타이어! 인간이 말의 대체수단으로 선택한 자동차의 기하급수적인 발달로 인하여 타이어에 대한 수요 또한 나날이 높아지고 있으며, 최근에는 기후 변화로 인한 동남아시아의 고무 생산량 감소 및 신흥국가들의 수요 증대로 인하여 천연고무 가격 또한 과어 5년 전에 비하여 2배 이상 껑충 뛰어버렸기 때문에 폐 타이어에 대한 재활용은 모든 사람들이 고민해봐야할 문제였다.

그런데.. 이에 대한 고민을 해결해 줄 폐타이어 이용방법이 나왔다고 한다.

+ 관련기사 : http://www.economist.com/node/16780047?story_id=16780047

한번 살펴보자!


오래된 타이어는 재활용하기에도 힘들기 때문에 보통 땅을 메우는데 사용한다. 하지만 터키(Turkey) 켑제(Gebze)에 위치한 the Tubitak Marmara Research Centre의 연구자들은 타이어들을 처리할 새로운 방법들은 제시하였다. 그 방법은 타이어들을 모레와 함께 반응시켜 실리콘 카바이드(Silicon Carbide)로 바꾸는 것이다. 이 실리콘 카바이드는 1톤당 약 10,000 유로( $13,000)의 물질이다.

상업적으로는 카보런덤(Carborundum)으로 알려진 실리콘 카바이드는 탄소와 실리콘 원자들이 다이아몬드와 비슷한 패턴으로 연결되어있고, 그로 인하여 다이아몬드와 비슷한 특성을 갖고 있다. 광물의 강도를 측정하는 기준으로 사용되는 Mohs scale에 따르면, 다이아몬드를 10으로 가정한다면 카보런덤은 9 혹은 그 이상의 강도를 갖고 있다. 이로 인하여 카보런덤은 삭마용 도구나 자르는 도구로부터 방탄용 조끼나 스포츠카의 세라믹 브레이크까지 많은 영역에서 사용이 되고 있다. 또한 반도체에서 큰 전압이 필요한 부분에서도 사용이 된다.

보통 실리콘 카바이드는 전기 용광로에서 기름이나 석탄으로부터 생성되는 탄소와 함께 모래(석영(quartz), 혹은 이산화규소(silicon dioxide)로 만들어진)를 가열함으로써 생성된다. Tubitak 연구소에서 사용한 트릭(기술)은 타이어로부터 탄소와 에너지 모두를 얻는 것이다.

첫번째로 타이어를 가스화시키는데, 그 과정은 태우는 것과 비슷하지만 적은 산소만을 사용하는 것이 핵심이다. 이것을 신개스(syngas)로 알려진 수소와 일산화탄소의 화합가스로 보내면 카본 블랙(Carbon Black)이라 불리우는 무결정 요소 탄소의 찌꺼기가 남는다.  타이어들은 또한 황(sulphur)을 포함하고 있는데, 황은 고무를 탄성이 있는 물질로 바꾸는데 필요한 가황(Vulcanisation) 과정에서 추가되었다. 개스화 과정은 타이어를 그 원래의 요소 형태로 바꾸는 것이다. 단 악명높은 오염물질인 이산화황(sulphur dioxide)를 배출을 피할 수는 없다.

그리하여 카본 블랙은 모래와 함께 섞이게 되고, 그 혼합물은 섭시 1400~2100도 사이에서 신개스(Syngas)로 불이 붙여진 오븐에서 가열된다. 그리고 그 결과물이 바로 높은 등급의 실리콘 카바이드다.

Tubitak 연구소는 EU가 남아오는 폐타이어 고무를 이용하는 사업을 후원하는 TyRGe 프로젝트로 알려진 9개의 협력 연구소 중 한곳이다. 이 프로젝트는 매해 유럽을 가로질러  보내지는 325,000 톤의 타이어를 처리하기 위한 방법을 연구하는 것인데, 만약 정말 폐타이어를 유용하게 활용하는 방법이 현실화된다면, TyGRe 프로젝트는 큰 족적을 얻게 될 것이다.



  1. Favicon of http://moneymony.tistory.com 머니뭐니 2010.08.20 14:01 신고

    아~ 환경을 위해서 정말 의미있는 개발이 되겠네요~
    국가에 부와 명예가~ㅎㅎ 우리나라에서 시도 했다면 참 좋았을텐데 아쉽네요~^^

    우리나라도 빨랑 탄소배출권이 시행 됐으면 하는 바람입니다.

    • Favicon of https://dairyukemx.tistory.com 대륙엠 2010.08.20 18:54 신고

      그렇습니다.^^ 폐타이어가 이런 고부가가치의 원재료로 쓰인다면, 중고타이어를 고가에 팔 수도 있을거 같더군요.^^ 방문에 감사드립니다. 머니뭐니 님. 참! 책도 잘 읽었습니다.^^

    • Favicon of http://moneymony.tistory.com 머니뭐니 2010.08.20 19:39 신고

      헉~ 이런 말씀 드린 쫌 뭐하시만서도...
      머니야 머니야님과 저를 초큼 착각하신거 가타요~ㅋ

    • Favicon of https://dairyukemx.tistory.com 대륙엠 2010.08.20 20:27 신고

      아~! 죄송합니다.^^; 잠시 착각을..ㅋㅋ

모나리자의 매혹은 너무 강해서 루브르 박물관 사람들은 모나리자를 방탄 유리 뒤에 안전하게 보관하는 것은 현명한 것이라는 것을 알고 그렇게 보관을 해 오고 있습니다. 하지만 모나리자도 신선한 공기 쐬어야하기 때문에 1년에 1번 씩 보호창살 바깥에 보관을 합니다. 그리고 이때 많은 연구자들이 레오나르도 다빈치의 가장 유명한 작품에 접근합니다. 어떻게 모나리자가 그려졌는지를 밝혀내기 위하서죠.

 

오랜 기간 동안 과학자들과 큐레이터들은 어떻게 다빈치가 겉으로 보기에는 어떠한 붓질이나 외형선 없이 모나리자의 얼굴에 음영(shadow)을 넣을 수 있었는지 궁금해했습니다. 예술 전문가들은 이러한 음영 기법을 sfumato – 이탈리아어에서 스모크를 뜻하는 fumo 와 비슷 라고 부릅니다. 전문가들은 오랫동안 sfumato shadowing이 다빈치가 그림층(paint layer) 위에 사용한 유약과 관련이 있을 것이라고 의심했습니다. 하지만 이것을 증명하는 것은 어려웠죠. 왜냐하면 화학적 분석을 위하여 모나리자 얼굴의 일부를 샘플로 채취하는 것은 놀랄 필요도 없이 눈쌀찌푸릴 일이니까요.ㅎㅎ


<이코노미스트지에서 사진 캡쳐>

 

대신 Philippe Walter가 이끄는 루브르의 과학자들(월터 박사팀)은 이 미스터리를 X-선 형광(X-ray fluorescence)이라 불리우는, 손을 대지 않는 기술을 사용하여 해결하려고 노력했습니다. 이 기술은 모나리자에게 어떠한 손실도 끼치지 않고 다빈치가 각각 칠한 붓질(bursh stroke)의 두께 및 화학적 구성에 대한 상세한 정보를 알아낼 수 있습니다. 다빈치의 걸작인 모나리자를 포함하여 7개의 작품에 X 선을 사용하여 검사한 월터 박사팀은 다빈치가 기본 살색톤으로 첫 페인팅을 한 것을 밝혀냈고, 그런 다음 30번 가까이 유약을 살색톤 위에 덧칠한 것을 알게 되었습니다(몇 마이크로미터 두께가 됨).

 

유약은 거의 반투명하지만, 다빈치는 망간이나 납 산화물과 같은 색소를 추가하였습니다. 이렇게 약간 응용한 유약을 여러겹 사용함으로써, 다빈치는 그를 유명하게 만든 스모키 쉐도잉(smoky shadowing)을 완성할 수 있었던 것이죠.

 

또한 다빈치는 유약 만드는 것에도 매우 까다로웠습니다. 예를 들면, 그의 작품 중에 “ The virgin and Chile sith St Anne” 가 있는데요, 여기서 처녀의 얼굴은 아이들에게 사용한 쉐도잉 유약과는 다른 색소를 사용하였습니다. 아니면 다빈치는 그의 입맛에 따라 몇 년에 걸쳐 그림에 다른 유약을 사용했을 수도 있겠죠.



<구글에서 사진 캡춰>

 

루브르 박물관을 구경하시는 거의 대부분의 관광객들은 그들 아래에 60 여명의 과학자들이 프랑스 박물관의 거대한 소장품들의 비밀을 파헤치기 위하여 여러 장비를 이용하여 조사하고 있다는 사실을 알지 못합니다. 이 일을 위하여 모나리자 근처에서 작업하는 행운의 과학자들은 멀리 여행 필요가 없죠. 왜냐하면 그들은 루브르 박물관 아래에 위치한 프랑스 박물관 조사 및 복원 센터(the Centre for Research and Restoration of Museums of France)에서 일을 하고 있으니까요.

 

하지만 모두가 지하에서 행복한 것은 아니죠. 프랑스 문화청은 루브르 박물관의 보관소와 함께 이 연구소를 프랑스 빠리에서 약 50 킬로미터 정도 떨어진 Cergy-Pontnose에 새롭게 이전하길 원합니다. 센터의 이러한 결정에 불만을 품고 있는 몇몇 사람들의 블로그로 판단해건데, 그들의 현재 기분은 매우 sfumato라고 하네요. ㅋㅋ



+ 내용 요약

프랑스 루브르 박물관에 보관된 레오나르도 다빈치의 명화 모나리자는 어떻게하여 그림에 음영을 넣었을까?

어떠한 방법을 사용해서?

그것을 과학적으로 증명한 팀이 등장하였다.

비밀의 열쇠는 바로 유약과 색소, 그리고 X선 형광기법!^^



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+ 참고 사이트 : http://www.economist.com/node/16635928

+ 참고 단어들

Lure : 매혹

Whiff : 한번 불기

Muse  명상하다, 숙고하다

Fluorescence : 형광

Pigment : 색소

Glaze : 유약

Tweak : 비틀다, 꼬집하, 획틀다

Solicit : 간청하다, 청구하다

Gruntled : ~에게 불만을 품다


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