생각하는 공대생

서울대학교 대학원 박사과정 합격 후기(1) 서울대학교 공과대학 화학생물공학부에 박사과정에 최종합격했다. 나는 이전 학교에서 6년간(학부 4년 + 석사 2년)을 공부했다. 재수와 휴학을 하지 않았으며, 학부를 졸업하마자 바로 대학원에 진했기때문에 나름 최단기로 석사 학위를 마친상태였다. (조기졸업은 ㅠㅠ 예외) 그러나 가장 큰 문제가 남아있었으니..바로 대한민국 남자라면 누구나 해결해야하는 병역!군대 문제가 남아있는 상태였다. 어찌어찌 석사학위까지는 마친 상태였으나 군대 문제가 있어 앞으로 진로선택에 큰 지장이 있는 상태였다. 이 상태에서 내 선택지는 다음과 같았다. 1. 같은 대학원에서 그대로 박사과정까지 하면서 박사 전문연하기2. 석사 졸업하고 타대 박사과정으로가서 박사 전문연하기3. 석사 졸업하고 병..

슈도커패시터(Pseudocapacitor) 슈도커패시터(Pseudocapacitor)란 유사커패시터라고도하며 정전기적(electrostatic)인 이온의 흡탈착만을 사용하는 전기이중층커패시터(EDLC)와는 달리 전기화학적인(electrochemical) 산화환원 반응(redox reaction)을 수반한 커패시터이다. Pseudocapacitance는 1970년대 Ruthenium(IV) oxide (RuO2) 전극을 연구하면서 발견되었다. 기존의 정전기적 대전만을 이용하여 에너지를 저장하는 커패시터와 달리 전해질 속에 들어있는 양성자(H+)가 전극표면에서 전기화학적 반응으로 electron charge transfer을 유도하여 충방전이 일어났던 것이다. 이러한 현상은 기존의 커패시터보다는 배터리와 더..

전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor) Electric Double Layer(전기이중층)이란, 1800년대 헬름홀츠(Helmholtz)가 정립한 이론으로 본래는 대전된 물체를 전해질속에 넣었을 때 표면에서 이온들이 어떻게 분포되는지를 시각화하기위한 모델이다. 헬름홀츠는 대전된 금속판이 전해질용액 속에 있을 때 전해질속에 존재하는 이온들이 전하를 전기적 중성으로 만들기위해 배열되며 표면에 일렬로 기존의 전해질 층과 구분되는 하나의 평면을 형성하는 것을 발견하였다. 이에 따라 전극 표면에 존재하는 ① 분극된 전해질 용매분자로 이루어진 전하층과 ② 전해질 이온 전하층의 두 층을 헬름홀츠 전기 이중층이라고 명명하였다. 각각의 층 사이에는 자유전하가 없기 때문에 커패시터의..

축전기(capacitor)의 정의와 원리 전하를 띤 도체는 주변에 자기장을 형성하고, 여기에 다른 전하가 접근하면 전기력을 받아 가속된다. 이에따라 대전된 도체들은 전기력에 의해 생성된 퍼텐셜 에너지를 갖게 된다. 축전기 또는 커패시터(capacitor)란 이러한 원리를 이용하여 전하를 저장하는 장치로써, 일반적으로 두개의 극판(conductive plate)이 있고 그 사이에 유전체(dielectric)가 들어있는 구조로 되어있다. 여기서 유전체란 전하는 통과시키지 않지만 전기적으로 대전될 수 있는 물질을 말한다. 축전기를 전지나 외부 에너지 공급장치에 연결하여 전하를 저장하는 것을 충전(charge)이라고 한다. 충전의 두 극판사이의 전압이 전지의 전압과 같아질 때까지 일어난다. 시간이 지나 평형을 ..

나의 텝스 도전기 (2) 드디어 400점을 넘긴 날이었다. 점수를 받고 마의 점수 벽이었던 400점을 돌파했다는 생각에 오랜만에 좀 기뻤다. 그러나 점수 편차가 큰 텝스의 특성상 (점수반응이론에 의한 상대평가 + 컨디션 + 응시 인원수 + 문제 난이도 등 점수에 대한 변수가 너무 많은 텝스 ㅠㅠ) 운이 좋아 한번 나온게 아닐까하는 불안감이 좀 컷다. 내 실력이 오른게 아니라 운이좋아서 점수가 잘나온거라면? 이라는 생각. 다행히도 바로 다음회차에 비슷한 점수대가 나오면서 나름 심리적으로 안정기가 오면서 조금만 더 하면 달성할 수 있다는 자신감이 약간 붙었다. 더 열심히 해야지! 이 시험볼때 느낌은 잘본거같다? 였던거 같다. 다른 회차에 비해 청해가 거의 다 아는표현이 나오고 잘들려서 청해 끝날때 점수 잘나..

나의 텝스 도전기 (1) 뉴텝스 483점을 달성했다. 뭔가 실감이 안나면서도 홀가분하다. 나는 전문연구요원을 목표로 텝스공부를 시작했다. 생각보다 군대 문제 때문에 앞으로의 진로에 지장이 이것저것 많은 상황이라 정말 목숨걸고 했어야 했던 상황이었다. 본격적으로 공부한지 4달정도만에 348점에서 483점까지 점수를 상승시켰다. 처음 본 뉴텝스 점수는 348점이었다. 이전에 뉴텝스로 개편되기전에 구텝스를 대학교 졸업요건 맞추기위해 전혀 준비없이 봤을때 700점이 나왔던것 같다. 아무튼 전문연구요원 합격 평균과는 꽤 거리가 멀어서 갈길이 정말 멀었다. 고등학교때 거의 항상 영어모의고사는 1등급을 맞았었고 나름 영어에 자신이 있는 편이었는데 처음본 뉴텝스는 시간도 너무 부족하고 모르는 단어도 천지인데다가 독해같..

일차전지 (primary cell) 1차전지는 2차전지와 달리 한번 사용하면 전기적 재충전이 불가능하여 버리는 전지이다.일반적으로 비가역적인 전기화학반응이 진행되며 대표적으로 볼타 전지가 있다. 두개의 서로 다른금속, 예를들면 아연전극과 구리전극을 묽은 황산 전해액에 담그고 연결하면 전위차가 발생한다. 이때 용액에 녹아들어간 아연은 양이온이 되므로 아연전극은 음전하를 띄게 된다. 또한 수소이온이 음극이 된 아연과 반발하여 구리전극에 모여 전자를 받아 수소기체가 되어 날아가고, 이는 구리전극을 양전하를 띠게 만든다. 이러한 과정을 통해 아연전극에서 구리전극으로 전자가 이동하게되고, 전류는 구리전극에서 아연전극으로 흐르게 된다. 그러나 화학반응이 모두 끝나게 되면, 전지는 수명을 다하며 쓸모없게 된다. 즉 ..

슈퍼커패시터 vs 배터리 배터리와 슈퍼캐패시터 모두 전기화학적인 반응(electrochemical reaction)을 이용한 에너지 저장장치이다. 하지만 에너지를 저장할 때 사용되는 전기화학적 메카니즘이 달라서 에너지, 전력 밀도에 차이가 있다. 기존의 일반적인 커패시터(capacitor)는 ragone plot이라 부르는 위쪽 그래프에서 좌측 상단에 위치해 있다. 전력밀도(power density)는 높은반면 에너지밀도(energy density)는 상당히 낮은데, 이는 한번에 높은 전력을 출력 할 수 있지만 커패시터의 특성상 충방전 시간이 너무 빨라 실제로 저장하는 에너지는 적다는 뜻이다. 휴대폰이나 태블릿등 우리가 가장 흔하게 사용하는 배터리(battery)인 리튬이온 배터리는 Li+ 이온의 산화-..

회분 반응기(batch process)에서의 0차 반응식 정용회분 반응기(constant-volume batch reactor)에서는 반응 혼합물의 부피가 변하지 않는 경우를 다룬다. 즉 정밀도 반응계이기도 하다. 0차 반응은 반응속도가 물질의 농도에 영향을 받지 않는 경우이다. 이때 CA가 음수값이 될 수 없다는 것에 유의해야한다.정리해주면 대체로 0차 반응은 농도가 고동도일때 주로 일어난다. 농도가 낮아지면 반응은 점차 농도에 의존하게 되고 이 경우에 반응 차수가 증가하게 된다.

정용회분 반응기에서의 2차 반응 정용회분 반응기(constant-volume batch reactor)에서는 반응 혼합물의 부피가 변하지 않는 경우를 다룬다. 즉 정밀도 반응계이기도 하다. 비가역 2분자형 2차반응(irreversible bimolacular-type second-order reaction)은 다음과 같다. 이러한 반응에서는 반응 속도식이 다음과 같이 표현된다. 반응식에 의하면 일정시간 t에서 반응한 A와 B의 양이 같으며 이는 CA0XA로 표현된다. 를 위 식에 대입해준다. 여기서 편의성을 위해 초기 반응물의 비율을 M=CB0/CA0이라고 두자. 다시 M을 대입하여 정리해주면 가 된다. 마찬가지로 이제 변수분리 한 후 적분해주면 이 되고 부분분수 활용해서 잘 정리해주면 위와 같이 다양한..