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동결 주조 새로운 동결 주조 기술
동결 주조는 세라믹, 중합체, 생체 고분자, 그래핀 및 탄소 나노튜브를 포함한 다양한 구성 요소로부터 정렬된 다공성 구조를 생산하는 데 적용될 수 있다. 진행하는 동결 전선에 의해 밀려날 수 있는 입자가 있는 한 주형 구조가 가능하다. 동결 주조 중에 냉각 기울기와 입자 분포를 다양한 물리적 수단을 사용하여 제어함으로써 얻어지는 동결 주조 구조의 라멜라 방향을 제어하여 다양한 응용 재료에서 향상된 성능을 제공할 수 있다. 뭉치(Munch) 등은 핵 생성 표면을 주형함으로써 성장 방향에 수직인 결정의 장거리 배열 및 방향을 제어하는 것이 가능함을 보여주었다. 이 기술은 초기 결정 성장 및 배열을 제어하기 위해 낮은 에너지 핵 생성 부위를 제공함으로써 작동한다. 얼음 결정의 방향은 2010년 탕(Tang) 등이 2012년 포터(Porter) 등이 그리고 2021년 인(Yin) 등이 입증한 바와 같이 전자기장을 인가함으로써 영향을 받을 수 있다. 특수 설정을 사용하여 연구자들은 생의학 응용 분야 및 여과 또는 가스 분리 응용 분야에 맞춤화된 방사형 정렬 동결 주조물을 만들 수 있었다. 자연에서 영감을 받아 과학자들은 또한 배위 화학 물질과 저온 보존을 사용하여 놀랍도록 독특한 미세 구조 아키텍처를 만들 수 있었다.
동결 주조 동결 주조 재료
동결 주조 공정에서 정렬된 다공성 재료로 조립되는 입자들은 종종 빌딩 블록이라고 불린다. 동결 주조가 널리 퍼진 기술이 되면서 사용되는 재료의 범위가 확장되었다. 최근 몇 년 동안 그래핀과 탄소 나노튜브는 동결 주조 방법을 사용하여 제어된 다공성 구조를 제조하는 데 사용되었으며, 종종 뛰어난 특성을 나타내는 재료가 많았다. 얼음 주형 없이 생산된 에어로젤 재료와 달리, 탄소 나노재료의 동결 주조 구조는 정렬된 기공을 갖는 장점이 있어 예를 들어 낮은 밀도와 높은 전도성의 비할 데 없는 조합을 가능하게 한다.
동결 주조 동결 주조 재료의 응용 분야
동결 주조는 정렬된 기공 구조를 생산하는 독특한 능력을 가지고 있다. 이러한 구조는 자연에서 종종 발견되며, 결과적으로 동결 주조는 생체 모방 구조를 제작하는 데 귀중한 도구로 부상했다. 정렬된 기공을 통한 유체 수송은 동결 주조를 뼈 스캐폴드 재료를 포함한 생의학 응용 분야로 활용하게 만들었다. 동결 주조 구조의 기공 정렬은 또한 정렬된 기공에 수직인 방향으로 비정상적으로 높은 열 저항을 부여한다. 방사 공정을 통해 정렬된 다공성 섬유의 동결 주조는 고성능 단열 의류 품목 제조를 위한 유망한 방법이다. 또한, 소결된 니켈 분말로부터 동결 주조를 통해 생산된 정렬된 기공을 가진 재료는 루프 히트 파이프(LHPs)와 같은 상변화 시스템에서 뛰어난 열 특성으로 인해 상당한 주목을 받고 있다. 이러한 시스템에서 윅은 액체-증기 평형을 유지하여 작동 유체의 효율적인 순환을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 한다. 전통적인 윅은 종종 별도로 제조되어 나중에 통합되므로 액체 전달 효율을 제한하는 계면이 생성된다. 이러한 한계를 해결하기 위해 동결 주조를 사용하여 단일 공정으로 기울기 구조를 가진 다공성 윅이 개발되었다. 이 혁신적인 접근 방식은 계면 저항을 제거하여 원활한 액체 수송을 보장하는 동시에 최적의 LHP 성능에 필요한 높은 열전도율과 효율적인 모세관 작용을 유지한다.
동결 주조 동결 주조 재료의 응용 분야
동결 주조의 또 다른 새롭고 유망한 응용 분야는 화학 루프 연소(CLC) 및 스팀 철 공정(SIP)과 같은 고급 열화학 공정을 통한 그린 수소 생산을 위한 다공성 폼 생산이다. 이러한 공정은 최적화된 반응 동역학, 향상된 열효율 및 지속 가능성과 같은 다공성 금속 구조의 고유한 특성을 활용한다. 화학 루프 연소(CLC)에서는 산화철과 같은 재료로 만든 폼이 산소 운반체 역할을 하여 직접적인 공기 접촉 없이 연료 연소를 가능하게 하고, CO2를 포집하기 위해 분리하면서 고순도 수소를 생산한다. 유사하게, 스팀 철 공정(SIP)에서는 덴드라이트 기공 구조가 효율적인 수증기 분포를 보장하고 수소 수율을 극대화한다. 동결 주조를 통해 제공되는 다공성과 열적 특성에 대한 정밀한 제어는 캄펜과 같은 친환경 용매의 사용과 함께 이러한 폼을 확장 가능하고 지속 가능한 수소 생산을 위한 필수적인 혁신으로 자리매김하게 하며, 기후 변화와의 싸움에 기여한다.
어둠 속의 감시자
《어둠 속의 감시자》(영어: The Watcher)는 2022년부터 넷플릭스에서 방영 중인 미국의 미스터리 공포 텔레비전 시리즈이다. 뉴저지주 웨스트필드에서 일어난 실화를 다룬 〈더 컷〉(The Cut)의 2018년 기사에 느슨하게 기초하였다.
당초에는 미니시리즈로 계획되었으나 2022년 11월 시즌 2가 제작된다는 소식이 알려졌다.
어둠 속의 감시자 개요
뉴저지주 웨스트필드에 위치한 가상 마을에 이상적인 새집을 마련한 부부는 스스로를 감시자(“The Watcher”)로 지칭하는 한 스토커로부터 협박 편지를 받기 시작한다.
잘츠부르크 페스티벌
잘츠부르크 페스티벌(Salzburger Festspiele)은 1920년에 창설된 유서 깊은 음악·연극 축제로, 매년 7월 말부터 8월 말까지 약 5주 동안 오스트리아 잘츠부르크에서 열린다. 개최지인 잘츠부르크는 볼프강 아마데우스 모차르트의 출생지로, 축제는 전통적으로 모차르트의 오페라에 큰 비중을 두며 호프만스탈의 희곡 제더만(Jedermann)을 해마다 무대에 올리는 것으로 널리 알려져 있다. 1967년부터는 별도 조직이 주관하는 부활절 페스티벌도 매년 개최된다.
잘츠부르크 페스티벌 역사
잘츠부르크에서는 1877년부터 국제 모차르테움 재단이 간헐적으로 음악제를 열었으나 1910년에 중단되었다. 1914년의 개최 계획은 제1차 세계 대전 발발로 취소되었다. 1917년 프리드리히 게마허와 하인리히 다미쉬가 ‘잘츠부르크 페스트슈필하우스 협회(Salzburger Festspielhaus-Gemeinde)’를 결성해 모차르트 작품을 중심으로 한 연례 음악·연극 축제를 추진했으며, 전쟁 종결 무렵인 1918년에는 시인이자 극작가 후고 폰 호프만스탈, 작곡가 리하르트 슈트라우스, 연출가 막스 라인하르트, 무대미술가 알프레트 롤러, 지휘자 프란츠 샬크 등 다섯 명이 축제 부흥을 주도했다.
호프만스탈의 정치적 글에 따르면, 이 축제는 프로이센·북독일식의 경직된 세계관과 대비되는, 다민족과 소수자·종교·문화·언어를 포용하는 수 세기 하브스부르크 원칙의 구현을 지향했다.
잘츠부르크 페스티벌 역사
1920년 8월 22일, 라인하르트 연출의 호프만스탈 제더만이 잘츠부르크 대성당 계단에서 알렉산더 모이시 주연으로 초연되며 축제가 공식 개막했다. 이 전통은 오늘날까지 이어져 작품은 주로 대성당 광장(Domplatz)에서 공연되며, 1921년부터는 실내악·관현악 공연도 병행되었다. 1922년에는 리하르트 슈트라우스가 지휘한 모차르트의 돈 조반니로 첫 오페라 프로덕션이 이루어졌다.
1925년에는 뫼히히스베르크 북사면의 옛 대주교 마구간을 개조한 첫 페스티벌홀(후일 작은 페스티벌홀)이 문을 열었고, 1926년에는 절벽을 파 만든 펠젠라이트슐레(Felsenreitschule)를 극장으로 개조해 개관했다. 21세기에 이르러 1925년 홀은 전면 개보수되어 2006년 하우스 퓌어 모차르트(Haus für Mozart)라는 이름으로 재개관했다.
1934~1937년에는 아르투로 토스카니니와 브루노 발터 등이 지휘자로 참여해 명성을 높였다. 1936년에는 트라프 패밀리 싱어즈가 잘츠부르크 무대에 데뷔했으며, 이들의 이야기는 훗날 뮤지컬 사운드 오브 뮤직으로 각색되었다.
1938년 나치 독일의 오스트리아 합병(안슐루스)으로 축제는 큰 타격을 받았고, 일부 유대계 예술가들이 망명했으며 제더만 공연도 중단되었다. 1944년 7월 20일 히틀러 암살 미수 사건 이후 요제프 괴벨스의 지시에 따라 그해 여름의 ‘잘츠부르크 연극·음악의 여름’은 취소되었다. 전쟁 종전 직후인 1945년 여름에 축제는 재개되었다.
잘츠부르크 페스티벌 제2차 세계 대전 이후
전후 축제는 모차르트 중심의 여름 오페라 축제로 위상을 회복했고, 1956년에는 헤르베르트 폰 카라얀이 예술감독으로 취임했다. 1960년 대극장인 ‘그로세스 페스트슈필하우스(Großes Festspielhaus)’가 개관하며 새로운 전기를 맞았다. 이후 모차르트와 슈트라우스 작품이 축제 레퍼토리의 축을 이루었고, 베르디 팔스타프와 베토벤 피델리오 등도 정기적으로 공연되었다.
카라얀이 타계한 1989년 이후 게라르 모르티에르가 축제를 현대화·확장했고, 2001년에는 페터 루치츠카가 뒤를 이었다.
잘츠부르크 페스티벌 21세기
2006년에는 (모차르트 탄생 250주년을 기념해) 모차르트의 22개 오페라 전작을 무대에 올리는 ‘모차르트 22(Mozart 22)’ 프로젝트가 진행되었고, 같은 해 개보수된 하우스 퓌어 모차르트가 재개관했다. 이 연작은 영상으로 제작되어 2006년 11월 DVD 박스로 출시되었다.
2010년에는 볼프강 림의 오페라 디오니소스가 초연되었다. 2011년 베를린 국립 오페라로 떠난 위르겐 플림의 뒤를 알렉산더 페레이라가 이었고, 그는 “신작 중심” 노선을 제시했다. 페레이라 퇴임(2014) 후 드라마 부문 책임자였던 스벤에리크 베히톨프가 2015년 예술 프로그램을 총괄했는데, 예산 조정으로 “신작만” 기조는 일부 완화되었다. 2018년에는 리디아 슈타이어가 축제 최초의 여성 연출가로 마술피리를 무대에 올렸다.
2016년부터 마르쿠스 힌터하우저가 인텐단트(예술감독)를 맡고 있으며, 임기는 2031년까지 연장되었다. 2022년 1월부터는 독일·스위스 이중국적의 브랜드 전략가 크리스티나(크리스티나) 해머가 축제의 대통령(대표)을 맡고 있다. 그는 애스턴마틴·재규어·랜드로버(포드)와 메르세데스-벤츠 등에서 마케팅·커뮤니케이션을 담당한 경력이 있다.
잘츠부르크 페스티벌 21세기
축제 첫 주에는 2012년부터 이어진 성음악 시리즈 ‘우베르튀르 스피리튀엘’(Ouverture spirituelle)이 펼쳐진다. 모차르트의 고향이라는 정체성을 살린 ‘모차르트 마티네’(Mozart Matinee)도 주말 오전 모차르테움 대홀에서 정기적으로 열린다.
빈 필하모닉은 1922년부터 잘츠부르크 페스티벌의 여름 상주 오케스트라로 활동해 왔으며, 해머 대표는 인터뷰에서 “빈 필하모닉이 빈 외 지역에서 오페라를 연주하는 유일한 무대가 잘츠부르크”라고 강조했다. 또한 “103년 동안 오페라 2,400회, 콘서트 850회에 출연했다”는 통계를 소개했다.
코로나19 범유행 기간이던 2020년에도 축제는 엄격한 방역 계획을 수립해 제한된 규모로 공연을 이어갔으며, 바를리코프스키 연출·프란츠 벨저-메스트 지휘의 일렉트라, 크리스토프 로이 연출·요아나 말비츠 지휘의 코지 판 투테 등을 상연했다. 그해 슬로건은 호프만스탈의 문구 “의지(Will)가 깨어나는 곳에는 이미 거의 이루어진 것이 있다”였다.
잘츠부르크 페스티벌 공연장
대표적 공연장인 펠젠라이트슐레는 바위산을 파 만든 3층 석조 아케이드가 무대 배경을 이루는 독창적 공간으로, 17세기 대성당 건축용 채석장을 바탕으로 조성되었고 1926년 축제 공연장으로 개관했다.
잘츠부르크 페스티벌 현황
2025년 여름 축제는 7월 18일부터 8월 31일까지 45일 동안 174회의 공연을 16개 공연장에서 선보였으며, 관객 점유율 98%대, 80개국 이상에서 25만 명 안팎이 방문했다는 요약이 발표되었다.
2017년 기준 축제의 연간 티켓 매출은 약 2,700만 유로이며, 잘츠부르크 지역 내에서 연간 약 1억 8,300만 유로의 직접·간접 경제적 부가가치를 창출하는 것으로 평가되었다. 고용 유발 효과는 상시 및 계절 인력을 합산해 잘츠부르크 2,800명(오스트리아 전체 3,400명) 수준으로 추산되며, 공공부문에는 연간 약 7,700만 유로의 세금·부담금 수입을 제공한다.
잘츠부르크 페스티벌 관람·구매 안내
축제 프로그램은 통상 12월 초 공개되며, 후원자(골든 클럽·실버 클럽 등)에게 우선 배정 후 3월경 일반 판매가 시작된다. 매진 후에도 환불표가 수시로 풀리며, 티켓 오피스의 상담을 통해 대안을 제시받을 수 있다. 복장 규정은 별도로 없고, 공연자에 대한 존중이 느껴지는 수준의 단정한 복장을 권한다. 카라얀이 즐겨 찾던 토마젤리(Tomaselli), 강 건너의 바자르(Bazar) 등 카페가 상징적으로 거론된다. 후원·회원제에 따른 우선 구매 및 혜택은 ‘페스티벌 친구들(Friends of the Salzburg Festival)’의 실버·골든 클럽 등급으로 운영된다.
잘츠부르크 페스티벌 성령강림절 페스티벌
성령강림절 페스티벌(Pfingstfestspiele Salzburg)은 매년 5월 말 또는 6월 초 성령강림절 주말에 그로세스 페스트슈필하우스와 하우스 퓌어 모차르트에서 열린다. 1973년 헤르베르트 폰 카라얀이 창설한 성령강림절 음악회의 전통이 1998년부터는 잘츠부르크 페스티벌 재단(Salzburger Festspielfonds)에 의해 운영되고, 오페라 상연과 바로크·고전 레퍼토리에 초점을 두도록 발전했다. 2012년부터는 이탈리아 메조소프라노 체칠리아 바르톨리가 예술감독을 맡고 있다.
겔화의 무작위 그래프 이론
겔화의 무작위 그래프 이론(영어: Random graph theory of gelation)은 졸-겔 공정을 위한 수학 이론이다. 이 이론은 플로리-스톡마이어 이론을 일반화한 결과들의 집합이며, 임의의 수와 유형의 반응성 작용기를 가진 많은 중합 단량체 세트에 대한 겔화점, 겔 분율, 중합체 크기 분포, 몰 질량 분포 및 기타 특성을 식별할 수 있다.
이 이론은 수학자 에르되시 팔과 알프레드 레니가 도입하고, 1950년대 후반 에드거 길버트가 독립적으로 도입한 무작위 그래프의 개념과, 고정된 차수 시퀀스를 가진 무작위 그래프로 알려진 이 개념의 일반화에 기반을 두고 있다. 이 이론은 원래 단계 성장 중합을 설명하기 위해 개발되었으며, 이제 다른 유형의 중합에 대한 적용도 존재한다. 이론적 결과를 제공하는 것 외에도 이 이론은 구성적이다. 중합으로 인해 발생하는 그래프와 같은 구조는 구성 모델을 사용하는 알고리즘으로 샘플링할 수 있으므로 컴퓨터 실험을 통해 이러한 구조를 추가로 검사할 수 있다.
겔화의 무작위 그래프 이론 전제와 차수 분포
주어진 시점에서 차수 분포 는 무작위로 선택된 단량체가 개의 연결된 이웃을 가질 확률이다. 겔화의 무작위 그래프 이론의 핵심 아이디어는 가교되거나 분지된 중합체를 두 가지 수준에서 별도로 연구할 수 있다는 것이다. 1) 을 예측하는 단량체 반응 역학, 2) 주어진 차수 분포를 가진 무작위 그래프. 이러한 분리의 장점은 이 접근 방식을 통해 상대적으로 간단한 반응 속도식으로 단량체 역학을 연구한 다음 무작위 그래프 모델의 입력으로 사용되는 차수 분포를 추론할 수 있다는 것이다. 여러 경우에 앞서 언급된 반응 속도식은 알려진 해석적 해를 갖는다.
겔화의 무작위 그래프 이론 전제와 차수 분포
동일한 유형의 작용기를 가진 단량체( 중합이라고 함)의 단계 성장 중합의 경우 차수 분포는 다음과 같이 주어진다.  여기서 는 결합 전환율이고, 은 평균 기능성이고, 은 기능성 을 가진 단량체의 초기 분율이다. 나중 표현에서는 일반성을 잃지 않고 단위 반응 속도가 가정된다. 이론에 따르면, 시스템은 일 때 겔 상태에 있으며, 여기서 겔화 전환율은 이다. 평균 분자량과 몰 질량 분포에 대한 해석적 표현도 알려져 있다. 화학적 치환, 부반응 또는 분해와 같은 더 복잡한 반응 역학이 포함되는 경우에도 수치 적분을 사용하여 를 계산함으로써 이론을 적용할 수 있다. 이 경우 은 시스템이 시간 t에 겔 상태에 있음을 의미한다(부등호가 뒤집히면 졸 상태).
두 가지 유형의 작용기 A와 B를 가진 단량체가 A와 B 그룹 사이의 반응으로 단계 성장 중합을 겪을 때, 유사한 해석적 결과가 알려져 있다. 몇 가지 예는 오른쪽 표를 참조하라. 이 경우 는 개의 A 그룹과 개의 B 그룹을 가진 초기 단량체의 분율이다. A가 먼저 고갈되는 그룹이라고 가정해 보자. 무작위 그래프 이론은 일 때 겔화가 일어난다고 주장하며, 여기서 겔화 전환율은 이고 이다. 분자 크기 분포, 분자량 평균 및 자이레이션 반경 분포는 알려진 형식적 해석적 표현을 갖는다. 네트워크에서 개의 A 그룹과 개의 B 그룹에 의해 연결된 단량체의 분율을 나타내는 차수 분포 가 수치적으로 해결될 때, 겔 상태는 일 때 감지된다. 여기서 이고 이다.
알려진 일반화에는 임의의 수의 작용기 유형을 가진 단량체, 가교 중합, 및 복합 반응 네트워크가 포함된다.
Extreme (음반)
《Extreme》은 미국의 글램 메탈 밴드 익스트림의 첫 번째 스튜디오 음반으로, 1989년 A&M 레코드에서 발매되었다. 이 음반은 빌보드 200 차트에서 80위에 올랐으며, 메인스트림 록 차트에서 작은 히트를 기록한 〈Kid Ego〉를 만들어냈다. 싱글 〈Play with Me〉는 코미디 영화 《엑설런트 어드벤쳐》의 사운드트랙과 《기묘한 이야기》 시즌 4의 첫 화, 그리고 2007년 리듬 게임 《Guitar Hero Encore: Rocks the 80s》에 수록되었다.
Extreme (음반) 배경
이 음반은 주로 글램 메탈로 묘사되었지만, 펑크 메탈과 하드 록으로도 묘사되었다.
밴드는 1988년에 A&M 레코드와 계약을 맺었고, 같은 해에 독일인 프로듀서 라인홀트 맥 (퀸의 1980년 음반 《The Game》 작업으로 그래미 어워드에 노미네이트된 적이 있다)과 함께 본작의 제작을 시작했다. 수록곡 〈Mutha (Don't Wanna Go to School Today)〉는 원래 게리 셰론과 폴 기어리가 익스트림 결성 이전에 소속되어 있던 밴드 더 드림의 곡이다. 〈Play with Me〉의 인트로에서는 볼프강 아마데우스 모차르트의 곡 〈터키 행진곡〉이 인용되어 있다.
Extreme (음반) 곡 목록
모든 곡들은 특별한 언급이 없는 한 게리 셰론과 누노 베텐코트에 의해 작사/작곡하였다.
남아프리카 공식 차트
더 오피셜 사우스 아프리칸 차트(영어: The Official South African Charts, TOSAC)는 RISA가 국내외 노래를 위해 발매한 남아프리카 공화국의 음악 산업 표준 레코드 차트이다. 차트 순위는 아이튠즈, 스포티파이, 애플 뮤직, 디저를 통한 남아프리카 공화국의 디지털 판매 및 온라인 스트리밍을 기반으로 한다. 이 차트는 2021년 9월 1일 남아프리카 공화국에서 출시되었으며, 디지털 음악 스트리밍 서비스의 노래에 초점을 맞춘 유일한 남아프리카 차트가 되었다. 이 차트의 첫 번째 공식 1위 곡은 에드 시런의 〈Bad Habits〉였다.
남아프리카 공식 차트 역사
남아프리카 방송 협회는 1981년 말부터 1995년까지 음반 판매 차트를, 1958년부터 싱글 생산이 중단된 1989년까지 싱글 판매 차트를 집계했다.
이후 남아프리카 공화국의 음악 차트는 처음에는 라디오 방송에만 기반을 둔 미디어가이드에 의해 제시되었으나, 이 회사는 2016년 말에 해체되었다. 남아프리카 음반 산업 협회는 이후 남아프리카 차트 출시 계획을 발표하면서, 특히 최근 몇 년 동안 디지털 미디어를 통해 사람들이 음악을 소비하는 방식의 변화로 인해 남아프리카 공화국의 강력한 음악 산업을 언급했으며, 더 많은 남아프리카 청중이 스트리밍을 이용하고 있다고 밝혔다. 이 차트는 2021년 9월에 출시되었으며, 국내 및 국제 상위 100위와 남아프리카 예술가만을 포함하는 별도의 국내 상위 100위를 특징으로 한다. 이 플랫폼의 차트에는 남아프리카 공화국에서 스트리밍되는 모든 트랙을 고려하는 주간 Top 200 트랙이 포함된다. 차트 주간은 금요일부터 목요일까지이며 디지털 스트리밍 수치만 고려된다.
남아프리카 공식 차트 차트 개요
이 차트는 스포티파이, 애플 뮤직, 디저의 데이터를 집계하며, 데이터는 바르셀로나에 본사를 둔 BMAT에 의해 집계된다. 스포티파이는 2018년 남아프리카 공화국에서 출시되었으며, 애플 뮤직과 디저는 각각 2015년과 2013년부터 이용 가능했다. 이 플랫폼의 차트는 주간 Top 200 트랙을 운영하며, 남아프리카 공화국에서 스트리밍되는 모든 노래와 국내 및 국제 음악을 모두 고려한다. 주간 High 100 Native ZA는 크레딧된 아티스트 중 적어도 한 명이 남아프리카 공화국 출신인 노래만 포함한다. 차트 주간은 금요일부터 목요일까지이며 디지털 스트리밍 수치만 고려된다. 차트에 표시되는 스트리밍 수는 항상 가중치가 부여되므로, 구독 스트리밍이 광고 지원 스트리밍보다 더 중요하게 간주된다. 현재 트랙 제외 정책이나 가속 하락 방법은 적용되지 않고 있다 (이는 스트리밍이 감소할 경우 노래가 제거되는 것을 의미한다). 노래의 다른 버전은 해당 원본 노래로 집계되며, 원본 아티스트가 크레딧되고 다른 언어/국가 버전인 한, 추가 피처링 아티스트, DJ 리믹스가 포함된 동일한 노래도 포함된다.
버블링 언더 핫 100
버블링 언더 핫 100 싱글(영어: Bubbling Under Hot 100, 버블링 언더 더 핫 100이라고도 알려짐)은 미국 《빌보드》 잡지에서 매주 발행하는 차트이다. 이 차트에는 주요 《빌보드》 핫 100에 아직 오르지 않은 상위 노래들이 나열되어 있다. 차트 순위는 라디오 에어플레이, 판매 및 스트리밍을 기준으로 한다. 초기에는 15위까지 나열되었지만, 1960년대, 특히 700곡 이상의 싱글이 《빌보드》 핫 100 차트에 올랐던 해에는 최대 36위까지 확장되었다. 1974년부터 1985년까지는 10위로 구성되었으며, 1992년부터 버블링 언더 핫 100 싱글 차트는 25위를 나열하고 있다.
버블링 언더 핫 100 차트 역사
버블링 언더 핫 100 싱글 차트는 1959년 6월 1일자 《빌보드》에 "버블링 언더 더 핫 100"이라는 이름으로 처음 소개되었다. 15곡의 싱글 목록을 담고 있는 이 차트는 "새로운 음반이 차트 상위권에 오를 것을 예측하는 새로운 목록"으로 설명되었다. 첫 번째 1위 싱글은 리틀 앤서니 앤 더 임페리얼스의 "A Prayer and a Juke Box"였다. (이 곡은 나중에 81위까지 올랐다) 1985년 8월 24일까지 빌보드에서 계속 발행되었으며, 이후 중단되었다. 중단되기 전, 이 차트는 네 번 발행되지 않았는데, 1974년에 세 번, 1978년에 한 번이었다. 그러나 1992년 12월 5일자 빌보드에 다시 등장하여 현재까지 이어지고 있다. 1970년대 말부터 1985년까지, 버블링 언더 핫 100과 함께 버블링 언더 더 탑 LP 음반 차트가 있었다.
버블링 언더 핫 100 집계 방식 및 목록
1959년 6월부터 1985년 8월까지 《빌보드》는 라디오 방송국 플레이리스트 보고와 소매 판매점 조사 데이터를 기반으로 차트를 집계했다. 1992년, 《빌보드》는 차트 집계에 업데이트된 데이터 캡처 기술을 사용했으며, 닐슨 사운드스캔이 제공하는 POS(판매 시점) 소매 정보, 브로드캐스트 데이터 시스템이 제공하는 라디오 방송국 에어플레이 모니터링 데이터, 그리고 소규모 시장 시스템의 플레이리스트를 활용했다.
이 차트의 첫 번째 발행본에서는 순위가 "핫 100에 조기 진입할 상대적 잠재력"을 나타낸다고 언급했으며, 음반은 1위부터 순위가 매겨졌다. 1961년 8월 28일부터 1985년 8월 24일까지 차트 순위는 101위부터 시작되었다. 이미 핫 100에 진입했던 곡들은 차트에서 빠져나올 때 버블링 언더 차트에 포함되지 않지만, 나중에 버블링 언더 차트에 재진입할 수도 있다.
버블링 언더 핫 100 집계 방식 및 목록
수년에 걸쳐 차트는 여러 가지 변경과 수정을 거쳤다. 1960년대에는 차트에 최대 35개의 슬롯이 포함되었으며, 1963년과 1968년 두 번의 드문 경우에 차트에는 36개의 슬롯이 포함되었다. 1980년대에는 차트에 10개의 슬롯만 포함되었다. 1992년 재개 첫 발행본에서는 차트 이름이 이전의 "버블링 언더 더 핫 100"에서 "버블링 언더 핫 100 싱글"로 변경되었다. 같은 발행본에서는 차트의 총 슬롯 수가 25개로 늘어났고, 차트 번호 매기기는 1번부터 시작되었다.
버블링 언더 핫 100 출판물
《빌보드》 "버블링 언더" 차트의 역사에 관한 여러 참고 도서가 차트 통계학자 조엘 휘트번의 회사 레코드 리서치에서 출판되었다. 이 회사에서 출판된 가장 최근의 책은 2005년의 『Bubbling Under the Billboard Hot 100: 1959–2004』 (ISBN 978-0-89820-162-8)이다. 휘트번의 책 『Top Pop Singles, 12th Edition』 (ISBN 978-0-89820-180-2)은 1955년부터 2008년까지의 모든 《빌보드》 핫 100 및 버블링 언더 핫 100 싱글 차트 진입 기록을 다룬다.
버블링 언더 핫 100 차트 이정표
펄 잼 – "Alive" (61주, 1998–1999)
펄 잼 – "Even Flow" (52주, 1997–1998)
릴 베이비 – "Freestyle" (49주, 2018–2019) (핫 100에 진입하기 전 버블링 언더 핫 100에 가장 오래 머문 곡)
베니 베나시 featuring 게리 고 – "Cinema" (48주, 2011–2012)
알렉스 워렌 – "Carry You Home" (47주, 2024–2025)
루서 밴드로스 – "Think About You" (43주, 2003–2004)
잭 브라이언 – "Revival" (40주, 2023–2024)
라이즈 어게인스트 – "Savior" (37주, 2010)
오브 몬스터스 앤 맨 – "Mountain Sound" (36주, 2012–2013)
딘 루이스 – "How Do I Say Goodbye" (35주, 2022–2023)
빅 데이터 featuring 조이웨이브 – "Dangerous" (34주, 2014–2015)
프린스 로이스 – "Corazón Sin Cara" (33주, 2010–2011)
콜드 워 키즈 – "First" (32주, 2015–2016)
버블링 언더 핫 100 차트 이정표
빌리 아일리시 – "Bellyache" (32주, 2018–2019)
버블링 언더 핫 100 차트 이정표
미국 래퍼 영보이 네버 브로크 어게인은 2017년부터 2024년까지 104개(이 중 58개는 톱 10 진입)의 "버블러"를 차트에 올리며 모든 아티스트 중 가장 많은 기록을 보유하고 있다. 2010년대 빌보드 차트에 스트리밍 서비스가 추가되기 전에는 미국 소울 가수 레이 찰스가 1963년부터 2005년까지 15개의 곡을 차트에 올려 이 기록을 보유하고 있었다. 티나 터너는 16개의 버블러에 아티스트로 등장하는데, 13개는 아이크 & 티나 터너의 멤버로, 3개는 솔로 아티스트로 참여했다. 마찬가지로 조엘 휘트번은 조지 클린턴 (음악가)의 팔리아먼트/펑카델릭 집단에 15개의 버블러 기록을 부여하는데, 이들은 다양한 밴드 이름이나 솔로 활동명으로 음반을 발매했다. 버블링 언더 차트에서 이 느슨한 그룹은 팔리아먼트로 세 번, 더 팔리아먼트로 한 번, 펑카델릭으로 세 번, 더 브라이즈 오브 펑켄스타인으로 한 번, 부츠의 고무 밴드로 두 번, 윌리엄 "부츠" 콜린스라는 이름으로 한 번, 그리고 조지 클린턴의 이름으로 네 번 등장했다. 이 그룹들 중 적어도 일부는 실제로는 별개의 (하지만 관련된) 아티스트라고 주장할 수도 있지만, 휘트번은 이들을 여러 별칭을 가진 하나의 활동으로 나열한다.
버블링 언더 핫 100 차트 이정표
더 롭스는 버블링 언더 차트에 가장 많이 등장했지만, 핫 100에 진입한 곡이 없는 기록을 보유하고 있다. 1966년부터 1971년까지 이 그룹의 싱글 6개가 버블링 언더 차트에 등장했다. 그들의 최고 기록은 1966년의 "Race with the Wind"로 3위를 기록했다. 슬립낫은 5개로 2위를 차지했다. 그들의 최고 기록 싱글은 "Psychosocial"로 2위를 기록했다.
버블링 언더 핫 100 차트 이정표
1960년대에는 버블링 언더 차트에 최대 35개의 슬롯이 있었다 (두 가지 예외는 아래 참조). 도노반의 "Summer Day Reflection Song", 도리스 데이의 "Send Me No Flowers", 더 애플잭스의 "Tell Me When"(영국 톱 10 히트곡), 그리고 새미 데이비스 주니어의 "Bee-Bom"과 "If I Ruled The World" 두 곡을 포함하여 43개의 다른 노래가 135위로 최하위권을 차지했다. 더 나이트크롤러즈의 컬트 클래식 "The Little Black Egg"는 1965년에 135위에 올랐지만, 2년 후 재발매되어 핫 100에 진입했다(85위). 셜리 엘리스도 "Ever See A Diver Kiss His Wife While The Bubbles Bounce About Above The Water?"로 135위를 기록했는데, 이 곡은 "버블링 언더"에 오른 곡 중 가장 긴 제목을 가진 곡이다. (1969년 서 맥 라이스의 "Coal Man"은 135위에서 두 주를 보내고 그 자리에서 최고 순위를 기록한 유일한 곡이다.)
빌보드 차트에 등장한 가장 미스터리한 음반 중 하나는 "D. A."라는 이름의 아티스트가 녹음했다고 등재된 "Ready 'n' Steady"였다. 이 곡은 1979년 6월 버블링 언더 차트에 3주 동안 머물렀다. 1995년 인터뷰에서 차트 통계학자 조엘 휘트번은 "Ready 'n' Steady"가 "팝 차트 역사상 우리가 찾아낼 수 없었던 유일한 음반"이라고 밝혔다. 2005년에 출판된 휘트번의 책 『Bubbling Under the Hot 100』 4판에서는 "D. A." 항목에 "이 음반과 아티스트의 존재는 의문이다"라는 메모가 추가되었다. 2011년에 출판된 휘트번의 책 『Billboard's Top Pop Singles 1955–2010』 최신판 중 하나에는 톱 100 및 버블링 언더 싱글이 모두 포함되어 있지만, D. A.는 목록에 없었다. 2016년, 연구원 폴 헤이니는 마침내 그 노래의 테이프 녹음을 찾아냈지만, 비닐 음반으로 발매되거나 어떤 형태로든 상업적으로 출시된 적이 없다는 것을 밝혀냈다. 그럼에도 불구하고 음반 프로모터가 이 노래를 빌보드 차트에 올리는 데 성공했다는 것이다. "D. A."는 데니스 아르만드 루케시(Dennis Armand Lucchesi, 1945년 6월 5일 – 2005년 8월 18일)로, 캘리포니아 기반의 모기지 브로커이자 파트타임 음악가였다.
니켈-아연 전지
니켈-아연 전지(영어: Nickel–zinc battery, Ni-Zn 전지 또는 NiZn 전지)는 니켈-카드뮴 전지와 유사한 이차 전지의 한 유형이지만, 더 높은 1.6 V의 전압을 가진다.
더 큰 니켈–아연 전지 시스템은 100년 이상 알려져 왔다. 2000년 이후 안정화된 아연 전극 시스템의 개발로 이 기술은 상업적으로 이용 가능한 다른 이차 전지 시스템과 경쟁할 수 있게 되었다. 다른 일부 기술과는 달리, 트리클 충전은 권장되지 않는다.
니켈-아연 전지 역사
1901년 토머스 에디슨은 충전식 니켈-아연 전지 시스템에 대한 미국 특허 684,204를 부여받았다.
이 배터리는 나중에 아일랜드 화학자 제임스 J. 드럼(1897~1974)에 의해 개발되었고, 1932년부터 1949년까지 더블린-브레이 철도 노선에서 사용하기 위해 4개의 2량 드럼 동차 세트에 설치되었다. 성공적이었음에도 불구하고, 배터리가 소모되면서 철수되었다. 초기 니켈-아연 배터리는 소수의 방전-재충전 주기만을 제공했다. 1960년대에는 군용 은-아연 배터리의 대안으로 니켈-아연 배터리가 조사되었고, 1970년대에는 전기차에 다시 관심이 쏠렸다. 에버셀(Evercel Inc.)은 니켈-아연 배터리의 여러 개선 사항을 개발하고 특허를 받았지만, 2004년에 이 분야에서 철수했다.
니켈-아연 전지 응용 분야
니켈-아연 전지는 1.2 V의 NiCd 또는 NiMH 셀과 유사한 충방전 곡선을 가지지만, 더 높은 1.6 V의 공칭 전압을 가진다.
니켈-아연 전지는 고전류 방전 응용 분야에서 우수한 성능을 보이며, 납 축전지를 대체할 잠재력을 가지고 있는데, 이는 동일한 전력 대비 질량 에너지 비율과 질량 전력 비율이 더 높기 때문이다. 즉, 동일한 전력에 대해 질량이 25%밖에 되지 않는다. 니켈-아연 전지는 니켈-카드뮴 전지보다 저렴하며 니켈-카드뮴과 납 축전지 사이의 가격대가 될 것으로 예상된다. 니켈-아연은 니켈-카드뮴의 대체제로 사용될 수 있다. 유럽 의회는 카드뮴 기반 배터리 사용 금지를 지지해왔다. 니켈-아연은 전동 공구 및 기타 응용 분야에 좋은 대안이다. 단점은 약 30~50 사이클 후 자가 방전율이 증가하여 배터리가 새것처럼 오랫동안 충전 상태를 유지하지 못한다는 점이다. 이것이 문제가 되지 않는 경우, 니켈-아연은 고전력 및 고전압을 요구하는 응용 분야에 좋은 선택이다.
니켈-아연 전지 전지 수명
수산화 카드뮴과 비교할 때 가용성 수산화 아연 이온(아연산염)이 용액에 용해되어 재충전 시 캐소드로 완전히 돌아오지 않는 경향은 과거에 니켈-아연 전지의 상업적 타당성에 어려움을 제기했다. 아연 이차 전지의 또 다른 일반적인 문제는 전극 형상 변화와 덴드라이트 (또는 "수염")로, 이는 셀 방전 성능을 저하시키거나 결국 셀을 단락시켜 짧은 사이클 수명을 초래할 수 있다.
최근의 발전으로 이 문제가 크게 줄어들었다. 이러한 발전에는 전극 분리막 재료의 개선, 아연 재료 안정제 포함, 전해질 개선(예: 인산염 사용)이 포함된다. 파워제닉스(PowerGenix)는 NiCd 배터리와 유사한 배터리 사이클 수명을 주장하는 1.6V 배터리를 개발했다.
배터리 사이클 수명은 일반적으로 정격 용량의 80% 방전 깊이와 1시간 방전 전류율을 가정하여 명시된다. 방전 전류 또는 방전 깊이가 감소하면 배터리의 충전-방전 사이클 수가 증가한다. Ni-Zn을 다른 배터리 기술과 비교할 때, 사이클 수명 비교는 사용된 방전율 및 방전 깊이에 따라 달라질 수 있다.
니켈-아연 전지 장점
니켈-아연 셀은 완전히 충전되었을 때 1.85볼트의 개방 회로 전압과 1.65 V의 공칭 전압을 갖는다. 이로 인해 Ni-Zn은 대부분의 이차 전지(대부분의 회로는 약간 높은 전압을 허용)의 1.2 V 대신 알칼리 전지의 1.5 V를 요구하는 전자 제품에 특히 적합하며, 일반적으로 알칼리 전지의 종단 전압을 넘어서면 제대로 작동하지 않는다. 1.2 V 이차 전지의 출력 전압은 완전히 방전되기 전에 이 지점까지 떨어진다.
다중 셀 배터리에 사용할 때, Ni-Zn 셀의 더 높은 전압은 동일한 전압에 대해 NiCd 및 NiMH보다 적은 셀을 필요로 한다. 이들은 낮은 내부 온저항 (일반적으로 5 밀리옴)을 가지며, 이는 최대 50C의 높은 배터리 방전율을 허용한다. (C는 Ah 단위의 배터리 용량을 1시간으로 나눈 값이다.)
더 강력하고 최대 800 사이클의 수명을 가진 새로운 셀은 리튬 이온 전지의 대체제가 될 수 있다.
니켈-아연 전지 장점
니켈-아연 배터리는 수은, 납, 카드뮴 또는 금속 수소화물을 사용하지 않으며, 이들은 모두 재활용하기 어려울 수 있다. 니켈과 아연은 모두 자연에서 흔히 발견되는 원소이며, 완전히 재활용될 수 있다. NiZn 셀은 가연성 활성 물질이나 유기 전해액을 사용하지 않으며, 후기 설계에서는 덴드라이트 문제를 줄이는 고분자 분리막을 사용한다.
적절하게 설계된 NiZn 셀은 매우 높은 전력 밀도와 우수한 저온 방전 성능을 가질 수 있으며, 거의 100%까지 방전되고 문제 없이 재충전될 수 있다. 2017년 기준 F 크기까지, 그리고 50Ah/프리즘 셀로 사용할 수 있다.
아연은 지구 지각에서 24번째로 풍부한 저렴하고 풍부한 금속이며, 건강에 위험하지 않다. 일반적인 산화는 +2이므로, NiMH 배터리처럼 전하 및 방전이 1개 대신 2개의 전자를 이동시킨다.
니켈-아연 전지 충전
니켈-아연 전지용 충전기는 셀당 완전히 충전되었을 때 1.85 V의 전압을 가진 배터리를 충전할 수 있어야 하며, 이는 NiMH의 1.4 V보다 높다. NiZn 기술은 빠른 재충전 주기에 매우 적합하며, 최적의 충전 속도인 C 또는 C/2가 선호된다.
알려진 충전 방식으로는 셀 전압이 1.9 V에 도달할 때까지 C 또는 C/2의 정전류로 충전하는 방식이 있다. 한 제조사는 셀 전압이 1.9 V에 도달할 때까지 C/4에서 C의 정전류로 충전한 다음, 충전 전류가 C/40으로 감소할 때까지 1.9 V의 정전압으로 계속 충전할 것을 권장했다.
최대 충전 시간은 2009년에 약 3시간으로 명시되었다. 일단 충전되면, 재결합이 제공되지 않으므로 지속적인 트리클 충전은 권장되지 않으며, 과도한 수소가 결국 배출되어 배터리 사이클 수명에 악영향을 미친다. 일부 NiZn 배터리 충전기는 배터리가 완전히 충전된 후 트리클 충전하지 않고 차단된다고 명시하고 있다.
니켈-아연 전지 화학
(−) 전극: 		 Zn + 4 OH−  Zn(OH)42− + 2e− (E0 = −1.2 V/SHE )
전해질: KOH
Zn(OH)42−  Zn(OH)2 + 2OH−
Zn(OH)2  ZnO + H2O
(+) 전극: 	      2 NiO(OH) + 2 H2O + 2 e−   2 Ni(OH)2 + 2 OH− (E0 = +0.50 V/SHE)
총 반응: 	   Zn + 2 NiO(OH) + H2O   ZnO + 2 Ni(OH)2
기생 반응: 	  Zn + 2 H2O → Zn(OH)2 + H2
내부 저항
전기공학에서 선형 회로인 실제적인 전원 공급 장치는 테브난의 정리에 따라 온저항과 직렬로 연결된 이상적인 전압원으로 표현될 수 있다. 이 온저항을 전원의 내부 저항(영어: Internal resistance)이라고 한다. 전원 공급 장치가 전류를 공급할 때 측정된 전압 출력은 무부하 전압보다 낮다. 이 차이는 내부 저항으로 인해 발생하는 전압 강하(전류와 저항의 곱)이다. 내부 저항의 개념은 모든 종류의 전기 전원에 적용되며 다양한 유형의 회로를 분석하는 데 유용하다.
내부 저항 배터리
배터리는 저항과 직렬로 연결된 전압원으로 모델링될 수 있다. 이러한 유형의 모델은 등가 회로 모델로 알려져 있다. 또 다른 일반적인 모델은 농도와 반응 속도를 포함하는 물리적 특성을 가진 물리화학적 모델이다. 실제적으로 배터리의 내부 저항은 크기, 충전 상태, 화학적 특성, 수명, 온도 및 방전 전류에 따라 달라진다. 구성 재료의 비저항으로 인한 전자 구성 요소와 전해질 도전율, 이온 이동성, 전기화학 반응 속도 및 전극 표면적과 같은 전기화학적 요인으로 인한 이온 구성 요소가 있다. 배터리 내부 저항 측정은 배터리 상태를 파악하는 데 유용하지만, 테스트 조건 외에서는 적용되지 않을 수 있다. 일반적으로 1 kHz 주파수의 교류로 측정하면 주파수가 느린 전기화학적 과정을 고려하기에는 너무 높을 수 있으므로 저항을 과소평가할 수 있다. 내부 저항은 온도에 따라 달라진다. 예를 들어, 새 에너자이저 E91 AA 알카라인 일차 전지는 이온 이동성이 낮은 -40°C에서 약 0.9 Ω에서 실온에서 약 0.15 Ω, 40°C에서 약 0.1 Ω으로 감소한다. 이 감소의 큰 부분은 전해질 확산 계수의 크기 증가로 인한 것이다.
내부 저항 배터리
배터리의 내부 저항은 개방 회로 전압 VNL, 부하 전압 VFL 및 부하 저항 RL로 계산할 수 있다.
이는 과전압 η와 전류 I의 함수로도 표현할 수 있다.
등가 직렬 저항 (ESR) 측정기는 본질적으로 커패시터의 ESR을 측정하는 데 사용되는 AC 밀리옴미터이며, 배터리 내부 저항을 추정하는 데 사용할 수 있으며, 특히 정확한 DC 값을 얻기보다는 배터리의 방전 상태를 확인하는 데 유용하다. 일부 충전식 배터리 충전기는 ESR을 표시한다.
사용 중, 부하를 구동하는 일회용 배터리 단자 전압은 유용하지 않을 정도로 낮아질 때까지 감소한다. 이는 주로 등가 전원의 전압 하락보다는 내부 저항 증가로 인한 것이다.
충전식 리튬 폴리머 배터리에서 내부 저항은 충전 상태와 거의 독립적이지만, 고체 전해질 계면이라고 불리는 전극에 부동태화층이 형성되면서 배터리 수명이 길어질수록 증가한다. 따라서 이는 예상 수명에 대한 좋은 지표이다.
칼륨 이온 전지
칼륨 이온 전지(영어: Potassium-ion battery) 또는 K-이온 전지(영어: K-ion battery, 줄여서 KIB)는 리튬 이온 전지와 유사한 전지의 일종으로, 리튬 이온 대신 칼륨 이온을 전하 전달에 사용한다.
이란/미국 화학자 알리 에프테하리(미국 나노 학회 회장)가 2004년에 발명했다.
칼륨 이온 전지 역사
시제품 장치는 칼륨 애노드와 프러시안 블루 화합물을 캐소드 재료로 사용했는데, 이는 높은 전기화학적 안정성 때문이다. 이 시제품은 500회 이상 성공적으로 사용되었다. 최근 연구에 따르면 현재 여러 실용적인 재료들이 차세대 칼륨 이온 전지의 애노드와 캐소드로 성공적으로 사용되고 있다. 예를 들어, 기존의 애노드 재료인 흑연은 칼륨 이온 전지의 애노드로 사용될 수 있음이 입증되었다.
2024년, Group1은 캐소드용 크리스토나이트를 개발했다.
칼륨 이온 전지 재료
칼륨 이온 전지가 시제품 장치와 함께 발명된 후, 연구자들은 전극(애노드 및 캐소드) 및 전해질에 새로운 재료를 적용하여 비용량 및 사이클링 성능을 향상시키는 데 점점 더 집중하고 있다.
칼륨 이온 전지에 사용되는 재료에 대한 일반적인 그림은 다음과 같다.
원래의 프러시안 블루 캐소드와 그 유사체 외에도, 칼륨 이온 전지의 캐소드 부분에 대한 연구는 공학에 중점을 둔다.
크리스토나이트는 칼륨 프러시안 화이트(KPW) 재료 계열에 속하는 4V 캐소드 재료이다.
칼륨 이온 전지 재료
또 다른 나노구조 및 고체 이온 전도체가 나타났다. K0.3MnO2, K0.55CoO2와 같은 일련의 칼륨 전이 금속 산화물이 층상 구조를 가진 캐소드 재료로 입증되었다. 유도 결함을 가진 다이음이온 화합물은 칼륨 이온 전지용 캐소드 중 가장 높은 작동 전압을 제공할 수 있다. 전기화학 사이클링 과정에서 칼륨 이온이 삽입되면 결정 구조가 왜곡되어 더 많은 유도 결함이 생성된다. 레샴 외 연구진은 플루오르황산염이 K, Na, Li와 가역적 삽입 메커니즘을 가짐을 처음으로 입증했으며, 그 이후 K3V2(PO4)3, KVPO4F와 같은 다른 다이음이온 화합물들이 연구되었지만 여전히 복잡한 합성 과정에 국한되었다. 주목할 만한 점은 PTCDA와 같은 유기 화합물을 칼륨 이온 전지의 캐소드로 사용하는 정통적인 접근 방식인데, PTCDA는 단일 분자 내에 11개의 칼륨 이온과 결합할 수 있는 붉은색 안료이다. 사이클링 과정에서 리튬 이온과 합금을 형성할 수 있는 Si, Sb, Sn과 같은 고전적인 합금 애노드도 칼륨 이온 전지에 적용 가능하다. 그중 Sb는 낮은 비용과 최대 660 mAh g−1의 이론 용량으로 인해 가장 유망한 후보이다. 다른 유기 화합물들도 강한 기계적 강도를 달성하고 괜찮은 성능을 유지하기 위해 개발되고 있다.
칼륨 이온 전지 재료
리튬 이온 전지의 경우와 마찬가지로, 흑연도 전기화학 공정 내에서 칼륨의 삽입을 수용할 수 있다. 그러나 다른 운동학적 특성으로 인해 흑연 애노드는 칼륨 이온 전지 내에서 사이클링 중 낮은 용량 유지율로 고통받는다. 따라서 안정적인 성능을 달성하기 위해 흑연 애노드의 구조 공학적 접근 방식이 필요하다. 흑연 외의 다른 탄소 재료(확장 흑연, 탄소 나노튜브, 탄소 나노섬유 및 질소 또는 인 도핑된 탄소 재료 등)도 칼륨 이온 전지의 애노드 재료로 사용되었다. 칼륨 이온 전지에 적합하도록 저장 용량과 가역성을 향상시키기 위해 칼륨 이온과 화합물을 형성할 수 있는 전환 애노드도 연구되었다. 전환 애노드의 부피 변화를 완충하기 위해 항상 MoS2@rGO, Sb2S3-SNG, SnS2-rGO 등과 같은 탄소 재료 매트릭스가 적용된다.
칼륨 이온 전지 재료
리튬보다 화학 활동성이 높기 때문에 칼륨 이온 전지용 전해질은 안전 문제를 해결하기 위해 더욱 섬세한 공학 기술을 필요로 한다. 상업용 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC) 또는 기타 전통적인 에테르/에스터 액체 전해질은 칼륨의 루이스 산성으로 인해 사이클링 성능이 좋지 않고 빠른 용량 저하를 보였으며, 높은 인화성 특징은 추가적인 적용을 막았다. 이온성 액체 전해질은 훨씬 더 음의 산화 환원 전압으로 칼륨 이온 전지의 전기화학적 창을 확장하는 새로운 방법을 제공하며, 특히 흑연 애노드와 안정적이다. 최근에는 유연성과 향상된 안전성으로 인해 전고체 칼륨 이온 전지용 고체 고분자 전해질이 많은 주목을 받고 있으며, 펭(Feng) 등은 셀룰로스 부직포 멤브레인 골격을 가진 폴리프로필렌 카보네이트-KFSI 고체 고분자 전해질을 제안하여 1.3610−5 S cm−1의 이온 전도도를 높였다. 칼륨 이온 전지용 전해질 연구는 빠른 이온 확산 동역학, 안정적인 SEI 형성 및 향상된 안전성 달성에 중점을 둔다.
칼륨 이온 전지 장점
소듐 이온 전지와 함께 칼륨 이온은 리튬 이온 전지를 대체할 주요 화학 물질 후보이다. 칼륨 이온은 유사한 리튬 이온(예: 리튬 이온 전지)에 비해 몇 가지 장점이 있다. 셀 설계가 간단하고 재료 및 제조 절차가 모두 저렴하다. 핵심적인 장점은 리튬에 비해 칼륨의 풍부함과 저렴한 비용으로, 칼륨 전지는 가정용 에너지 저장 및 전기 자동차와 같은 대규모 전지용으로 유망한 후보가 된다. 리튬 이온 전지에 비해 칼륨 이온 전지의 또 다른 장점은 잠재적으로 더 빠른 충전 속도이다.
칼륨 이온 전지 장점
프로토타입은 KBF4 전해질을 사용했지만, 거의 모든 일반적인 전해질 염을 사용할 수 있다. 또한, 이온성 액체는 넓은 전기화학적 창을 가진 안정적인 전해질로 최근 보고되었다. 전지 내 K+의 화학적 확산 계수는 용매화된 K+의 더 작은 스토크스 반지름으로 인해 리튬 전지의 Li+보다 높다. K+의 전기화학적 전위가 Li+의 전기화학적 전위와 동일하기 때문에 전지 전위는 리튬 이온 전지와 유사하다. 칼륨 전지는 재충전 가능성을 제공하는 저렴한 캐소드 재료를 광범위하게 수용할 수 있다. 한 가지 주목할 만한 장점은 일부 리튬 이온 전지에서 애노드 재료로 사용되는 칼륨 흑연의 가용성이다. 그 안정적인 구조는 충전/방전 시 칼륨 이온의 가역적인 삽입/탈삽입을 보장한다.
칼륨 이온 전지 응용
2005년, 용융 전해질 KPF6을 사용하는 칼륨 전지가 특허를 받았다. 2007년에는 중국 기업 스타즈웨이 일렉트로닉스(Starsway Electronics)가 고에너지 장치로 칼륨 전지 구동 포터블 미디어 플레이어를 출시했다.
칼륨 전지는 뛰어난 사이클링 안정성을 고려할 때 대규모 에너지 저장에 제안되었지만, 현재의 시제품은 수백 번의 충전 사이클만 견딜 수 있다.
2019년 K-이온 전지 기술의 광범위한 사용을 막는 다섯 가지 주요 문제는 다음과 같다. 고체 전극을 통한 칼륨 이온의 낮은 확산 속도, 반복적인 사이클 후 부피 변화로 인한 칼륨의 분해, 부반응, 덴드라이트 성장 및 열악한 열 방출이다. 연구원들은 이러한 모든 문제를 해결하는 데 최대 20년이 걸릴 수 있다고 추정한다.
칼륨 이온 전지 생물학적 칼륨 전지
다른 유형의 전지와 비교할 때 칼륨 이온 전지의 흥미롭고 독특한 특징은 지구상의 생명체가 생물학적 칼륨 이온 전지를 기반으로 한다는 것이다. K+는 식물에서 핵심적인 전하 운반체이다. K+ 이온의 순환은 분산된 칼륨 전지를 형성하여 식물에서 에너지 저장을 용이하게 한다. 이것은 칼륨 이온 전지의 상징적인 특징일 뿐만 아니라 식물의 생활 메커니즘을 이해하는 데 K+ 전하 운반체의 역할이 얼마나 중요한지를 나타낸다.
칼륨 이온 전지 다른 칼륨 전지
연구원들은 낮은 과전압을 가진 칼륨-공기 전지(K-O2)를 시연했다. 충방전 전압 차이는 약 50 mV로, 금속-공기 전지에서 보고된 가장 낮은 값이다. 이는 95% 이상의 왕복 에너지 효율을 제공한다. 이에 비해 리튬공기전지(Li-O2)는 1~1.5 V의 훨씬 더 높은 과전압을 가지며, 이는 60%의 왕복 효율을 초래한다.
나이지리아-미국 관계
나이지리아와 미국 간의 양자 관계는 나이지리아가 1960년 영국으로부터 독립하면서 공식적으로 시작되었다. 21세기에 이들 관계는 중요한 동맹을 포함하고 있으나 때때로 긴장되는 모습을 보였으며, 그 이전의 외교적 역사는 보다 복잡했다. 나이지리아는 전통적으로 미국이 아프리카에서 가장 중요한 파트너 중 하나였으며, 양국 인구를 합치면 5억 명 이상에 달한다.
나이지리아-미국 관계
나이지리아는 독립 초기 전반적으로 비공식적으로 친서방적이며 반소련 성향을 보였지만, 초기 미국과의 관계는 비아프라 전쟁 동안 미국 정부의 공식 중립 입장, 야쿠부 고원 주도 나이지리아 군사 정부에 대한 무기 지원 거부, 비아프라 항공 구호 작전을 통한 인도적 지원 승인, 그리고 아프리카 내 냉전적 상황 등으로 인해 상당한 긴장을 겪었다. 미국 대통령 제럴드 포드 행정부 시기에는 앙골라 내전에서 서로 다른 진영을 지지한 문제와 남아프리카 공화국의 아파르트헤이트 정부와의 지속적 우호 관계로 인해 긴장이 고조되었으며, 이러한 문제는 1980년대 내내 민감한 사안으로 남았다. 1970년대 중반에는 지미 카터 행정부의 외교 정책 추진과 1973년 석유 파동 이후 미국에 대한 나이지리아 석유의 중요성 증가로 인해 양국 관계가 상당히 개선되었다. 1978년 카터 대통령의 라고스 방문은 미국 대통령이 사하라 이남 아프리카를 공식 방문한 최초의 사례였다.