이토록 쓸모 있는 리튬이온배터리 이야기 (우리가 몰랐던 전기차와 리튬이온배터리의 거의 모든 것)

이토록 쓸모 있는 리튬이온배터리 이야기 (우리가 몰랐던 전기차와 리튬이온배터리의 거의 모든 것)

$18.00
Description
우리가 몰랐던 전기차와 리튬이온배터리의 거의 모든 것
《이토록 쓸모 있는 리튬이온배터리 이야기》
이 책은 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.
저자

박명구

미국퍼듀대학교(PurdueUniversityatWestLafayette)항공우주공학과에서박사학위를받았다.미시간대학교(UniversityofMichiganatAnnArbor)기계공학과에서박사후연구원으로서디트로이트(Detroit)에있는빅3자동차회사와전기자동차용리튬이온배터리의열화메커니즘연구를다년간수행하였다.이후한국의대기업에입사하여배터리연구소소속수석연구원으로서리튬-공기배터리와지브라(ZEBRA)배터리연구를수행하였으며,기술전략실GlobalOpenInnovation소속부장으로서혁신적인배터리소재발굴을위해글로벌기업,Startup,연구소및대학교등을찾아세계를누볐다.전해질을생산하는중견기업으로전직후임원으로서연구소장등핵심보직을역임하며리튬이온배터리에들어가는액체전해질과전고체배터리에사용될고체전해질연구를이끌었다.
대표논문으로는2024년10월25일GoogleScholar기준1,890회가인용된〈AReviewofConductionPhenomenainLi-ionBatteries〉가있다.지금은15년간의배터리분야연구경험을바탕으로자칫어렵게느낄수있는과학분야의여러가지흥미로운주제들로청소년과일반대중이쉽게이해할수있는글을쓰고자노력하고있다.

목차

저자의글
프롤로그





01메커니즘
에너지는어떻게만들어질까?

활활태워라!그러면에너지가솟을것이다!
물리적인에너지:총합은언제나같다!
화학적인에너지:반응이일어나면뭔가만들어지지!
전기에너지는어떻게대량생산되는걸까?
모든에너지의중심에있는열에너지


02배터리와전기화학셀
배터리를알아가며친해져볼까?

배터리가전류를저장하고생산하는법
직접적인방식의산화환원반응을알아보자
간접적인방식의산화환원반응은뭐가다르지?
어떻게자발적으로반응이일어났을까?


03리튬이온배터리
방전과충전은어떻게이루어질까?

리튬이온전기화학셀의내부가궁금해?
방전의의미는무엇일까?
방전이자발적으로진행되는이유는?
충전의의미는무엇일까?
방전과충전을학생들의이동에비유해보자!



04성능과안전성
무엇이리튬이온배터리의품질을좌우할까?

뭐니뭐니해도많은전류를저장해야해!
과충전은위험해!
산화환원물질의표준사용량은어떻게정해질까?
흑연의보호막은어떤역할을하나?
과도한방전도위험해!
리튬이온손실과내부저항의증가를최소화하려면?
배터리의수명은어떻게정할까?
배터리의얼굴,폼팩터를알아보자!
전기자동차의화재는어떻게발생할까?
리튬이온배터리의성능을높이기위한연구들
전고체배터리,어디까지알고있니?


05지속가능한미래
전기자동차는정말친환경적일까?

지구온난화가가져온정책의지각변동
소비문화를바꾸는기후변화와그린워싱
전과정평가를알아보자
전기자동차가환경에미치는영향
왜관점을확장해야하는가?
미래의중심에너지는전기에너지다

에필로그
용어설명
참고자료

출판사 서평

흥미로운사고실험으로속속들이파헤치는
전기차의심장,리튬이온배터리의실체!

우리의평범한일상은이미과학으로가득차있다.인공지능은물론,생활을편리하게만들어주는다양한전자제품부터세제와같은생활용품도모두과학의결과물이다.하지만사람들대부분은과학기술의발달이우리에게안겨준편리만을당연하게취할뿐,그원리에대해서는별로궁금해하지않는다.하지만오늘날과같은불확실성시대에는작은것에도의문을갖고스스로질문하고주도적으로문제를해결하는능력이꼭필요하다.원리를알면알수록더욱재미있어지고,새로운궁금증이꼬리에꼬리를무는과학이야기를통해일상을지적생동감으로가득채워보면어떨까?
이책은흥미진진한과학이야기속에서끊임없이생각의날개를펼칠수있게북돋는다.특히전동화시대에더욱주목받고있는전기자동차의심장,리튬이온배터리가전기에너지를만드는원리를속속들이파헤친다.최근전기자동차화재사고가잇따르며사회적불안감이높아지고있다.아는것이힘이라는말처럼리튬이온배터리에숨은개념과원리를이해하고,책에소개된다양한사고실험을진행하는동안막연한두려움은사라지고,문제해결력과사고력은깊어질것이다.나아가지속가능한에너지의미래를위해과학기술이나아갈방향등세상을바라보는새로운시각도갖게될것이다.

전기차를달리게하는힘,전기에너지가만들어지는비밀
세상에는눈에보이지않아도존재하는것들이있다.예컨대신념이나신앙,사상등은보이지않지만,사람들을움직이는힘을발휘한다.보이지않으니까존재하지않는다고단정할수없는이유다.리튬이온배터리안에서일어나는반응들도그러하다.비록우리눈으로직접볼수없지만,리튬이온과전자의움직임으로인해에너지,그것도자동차를움직일만큼큰에너지가만들어진다.이에첫장에서는배터리에서일어나는일들을제대로이해하기위한기초개념을중심으로이야기한다.물리적인에너지,화학적인에너지부터시작하여중·고등학교수준의과학지식을바탕으로하나하나풀어본다.

배터리와전기화학셀과친해지기
배터리에서전기에너지를생산하는기본적인단위인전기화학셀에대해알아보는것은배터리를이해하는첫걸음이다.하지만현실적으로아무리궁금증이몰려온다고해도당장전기자동차에사용되는배터리의포장을뜯고내부를들여다보기는어렵다.이책은다양한그림자료와함께우리가몰랐던배터리의내부로독자들은안내한다.여기에서는특히전기화학셀을통한간접적인산화환원반응을중심으로전기에너지가만들어지는원리를알기쉽게설명하고자한다.

2차전지의방전과충전비밀
리튬이온전기화학셀의원리가산화환원반응에기초한다는것을토대로본격적으로방전과충전과정에서일어나는일들을생생하게살펴보고자한다.전기화학셀에사용되는핵심재료들의역할을하나하나알아보는동안배터리의비밀이하나둘씩해소될것이다.아울러여러번충전과방전을거듭해도리튬이온배터리가일정기간성능을유지할수있는이유에대해서도이해하게될것이다.이과정에서재미있는예시와함께다양한사고실험을경험하게될것이다.

미션,배터리의성능과안전성을높여라!
리튬이온배터리는전기자동차의핵심부품인만큼전기자동차의성능과직결된다.이에무엇이리튬이온배터리의품질을좌우하는지를낱낱이파헤쳐본다.관련된요인들을하나하나들여다보는동안왜리튬이온배터리가현재전기자동차의심장역할을꿰차게되었는지그이유와함께앞으로어떤점이더욱보완되어야하는지에관해서도생각해볼수있을것이다.아울러최근사회적불안감이고조되는전기자동차의화재문제,꿈의배터리로불리는전고체배터리연구현황에관해서도살펴본다.

전기차와지속가능한에너지의미래
지구온난화와기후변화는이제전세계의지속가능한미래를위협하고있다.이미세계각국에서문제해결을위한다양한전략이논의되며,정책에반영되고있다.그중온실가스를배출하지않는전기자동차의보급도주요해결방안의하나로꼽힌다.이에마지막장에서는친환경의관점에서전기자동차를바라보며,에너지의미래에관해서도생각해보려한다.

배터리와함께물리학,화학,환경공학을넘나드는지적탐구활동
인공지능이발달할수록수동적인학습보다는지적호기심과궁금증을가지고스스로문제를해결하고새로운지식을발견하기위해끊임없이노력하는지적탐구활동이더욱강조된다.이러한활동은비단학업뿐만아니라향후연구,창작등다양한분야로도이어진다.즉지적탐구활동을통해학생들은자기주도적학습능력을키울수있고,나아가어른이되어각자종사하는분야에서끊임없는성장과발전을이끌어낼수있다는뜻이다.다만지적탐구를위해서는일정수준의지식을습득하고학습하는과정이꼭필요한것처럼이책에담긴내용들도물리학,화학,환경공학을넘나들며과학적사고력과문제해력능력을발휘하고픈다양한지적탐구활동을자극할것이다.