불순물(Impurity)이란 순수한 물질에 자연적 또는 인위적으로 첨가되는 작은 양의 화학물질이다. 불순물은 순수(純粹)한 물질 속에 섞여 있는 혼합물로 금속이나 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), 망가니즈(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 배터리의 경우 내부에 불순물이 생겨 점점 부풀어 오를 수 있다. 배터리의 다결정 양극재는 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.[1] [2]
자연과학부의 김병수 교수와 에너지 및 화학공학부의 이상영 교수 공통 연구팀 개발한 기능성 나노셀룰로스가 도입된 분리막은 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.[3]
참고자료[편집]
- 〈불순물(impurity)〉, 《사이언스올》
- 〈“분리막의 재발견”… 불순물 잡고, 전지 성능 높인다! – 김병수-이상영 교수팀 | UNIST 에너지화학공학과〉, 《유니스트》, 2016-08-04
- 김경필 기자, 〈아이폰8플러스 배터리는 왜 자꾸 '배불뚝이'가 되나〉, 《조선비즈》, 2017-10-17
- 김우현 기자, 〈(표지로 읽는 과학) 오래 가는 전기자동차 실현해 줄 단결정 양극재〉, 《동아사이언스》, 2020-12-13
같이 보기[편집]
|
 이 불순물 문서는 소재에 관한 토막글입니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 이 문서의 내용을 채워주세요.
|
| 산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 소재 □■⊕, 원소, 환경, 직업, 금융, 금융사
|
|
|
| 소재
|
감광재 • 경화제 • 그래핀볼 • 금박 • 금속 • 금속재료 • 기름 • 나노소재 • 나프타 • 내화재 • 단열재 • 단일소재 • 도금 • 도전재 • 도체 • 동박 • 마감재 • 마찰재 • 막 • 매질 • 무기재료 • 바닥재 • 박막 • 반도체 • 방부제 • 방음재 • 방진재 • 방청제 • 벽지 • 보강재 • 보온재 • 복합소재 • 부도체 • 부산물 • 부식 • 부자재 • 불순물 • 살균제 • 소재 • 쇠붙이 • 수용액 • 시료 • 신소재 • 알루미늄 호일 • 에어로겔 • 엑소일렉트로겐 • 연마재 • 외장재 • 용매 • 용액 • 용융염 • 용질 • 원료 • 원소재 • 원자재 • 원재료 • 유기재료 • 유체 • 융해 • 은박 • 은박지 • 잉곳 • 자성체 • 자원 • 자재 • 재료 • 재질 • 전고체 • 전구체 • 절연체 • 접착제 • 접합재 • 접합제 • 제진재 • 주괴 • 중간재 • 증기 • 증착 • 차음재 • 천연소재 • 천연자원 • 천장재 • 철스크랩 • 첨가제 • 초전도체 • 촉매 • 컴파운드 • 코르크 • 코팅 • 쿠킹호일 • 탄소소재 • 페인트 • 포장재 • 폭발물 • 피복 • 피복재 • 호일(포일) • 흡음재
|
|
|
| 암석
|
간석기(마제석기) • 곡옥 • 골재 • 광물 • 광석 • 규암 • 다이아몬드 • 대리석 • 돌 • 돌멩이 • 뗀석기(타제석기) • 마그마 • 모래 • 바위 • 벽돌 • 변성암 • 보석 • 비취 • 사암 • 석고 • 석기 • 석영(수정) • 석재 • 석회 • 석회암 • 세라믹 • 셰일(혈암) • 쇠 • 수성암 • 스테인리스강 • 시멘트 • 심성암 • 아스콘 • 암석 • 역암 • 오석 • 오일셰일(함유셰일, 유혈암) • 오팔 • 옥 • 용암 • 운석 • 원석 • 유리 • 이암 • 인광석 • 자갈 • 자수정 • 점토(찰흙) • 준광물 • 지하자원 • 진흙 • 철광석 • 철기 • 철재 • 청금석 • 청동기 • 콘크리트 • 토사 • 퇴적암 • 편마암 • 편암 • 현무암 • 화강암 • 화산암 • 화성암 • 흑요석 • 흙 • 희토류
|
|
|
| 섬유
|
가죽 • 거위털(구스다운) • 거즈 • 고급가죽 • 고무줄 • 광목 • 광물섬유 • 광섬유 • 극세사 • 금속섬유 • 기모 • 깃털 • 끈 • 나노셀룰로스 • 나일론 • 나파가죽 • 낙타털 • 네오프렌 • 노르디코 • 누비 • 능직 • 다기능성 탄소나노튜브 섬유 • 다운 • 대마 • 데님 • 동물섬유 • 돼지가죽 • 라이오셀(리오셀) • 레이온(인견) • 리넨(린넨) • 마 • 마닐라삼 • 마닐라지 • 마분지 • 말가죽 • 메쉬 • 면 • 면직물 • 면화 • 명주 • 모 • 모다크릴 섬유 • 모달 • 모시 • 모직물 • 모피 • 목재 • 목화 • 무기섬유 • 무명 • 밍크털 • 반합성섬유 • 밧줄 • 방모 • 방직섬유 • 뱀가죽 • 벨로아 • 벨벳 • 벨보아 • 보풀 • 부직포 • 비건가죽 • 비단(실크) • 비스코스 • 삼베 • 새끼줄 • 석고보드 • 석면 • 섬유 • 셀룰로스 • 소가죽 • 소모 • 솜 • 솜털 • 수자직(주자직) • 슈퍼섬유 • 스웨이드(세무) • 스판덱스 • 시어서커 • 식물섬유 • 실 • 아라미드 • 아세테이트 섬유 • 아크릴 섬유 • 악어가죽 • 알칸타라 • 암면 • 양가죽 • 양모 • 오리털(덕다운) • 옷감 • 우레탄 • 울 • 원단 • 원목 • 원사 • 유기섬유 • 유리섬유 • 인조가죽 • 잔털 • 재생섬유 • 종이 • 직물 • 짚 • 천 • 천연가죽 • 천연섬유 • 천연펄프 • 캐시미어 • 코듀로이(골덴) • 타조가죽 • 탄소섬유 • 털 • 털실 • 텐셀 • 토끼털 • 패브리칸 • 펄프 • 평직 • 프로믹스 • 플란넬 • 플리스(폴라폴리스) • 피혁 • 합성섬유 • 합판 • 혼방 • 화학섬유(인조섬유)
|
|
|
수지
(플라스틱)
|
ABS • EVA • PVC • 고무 • 공중합체 • 라텍스 • 레진 • 모노머 • 목타르 • 바이오플라스틱 • 본드 • 부틸 • 부틸고무 • 부틸테이프 • 비닐 • 비닐론(비날론) • 생고무 • 생분해성 플라스틱 • 송진 • 수액 • 수지 • 스티로폼 • 스펀지 • 시트 몰딩 컴파운드(SMC) • 실리콘 • 아스팔트 • 아크릴 • 에폭시 • 엔지니어링 플라스틱 • 염화비닐 • 천연고무 • 천연수지 • 콜타르 • 타르 • 페놀수지 • 페트(PET, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) • 페트병 • 폴리머(중합체) • 폴리비닐알코올 • 폴리실리콘 • 폴리아미드 필름 • 폴리아크릴 • 폴리아크릴로나이트릴 • 폴리에스테르(폴리에스터) • 폴리에틸렌 • 폴리염화비닐 • 폴리염화비닐라이덴 • 폴리올레핀 • 폴리우레탄 • 폴리카보네이트 • 폴리프로필렌 • 플라스틱 • 필름 • 합성고무 • 합성수지 • 호박
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 산업, 기업, 단체, 업무, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
