#14 해설
2025년 입법고시 PSAT 언어논리
문제 번호 선택
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다음 글에 대한 추론으로 가장 적절한 것은?
전기차 배터리는 대부분 리튬 기반 배터리로 크게 양극재, 음극재, 전해액 및 분리막 등으로 구성되어 있다.
양극재는 리튬 화합물이 많이 사용되며, 여타 다양한 금속 성분의 함량에 따라 배터리의 특성이 달라진다.
음극재는 양극재에서 생성된 리튬 이온을 저장 및 방출하고 외부 회로를 통해 전류를 흐르게 한다.
전해액은 염(鹽), 용매 및 첨가제 등이 포함되어 리튬이온의 양극재와 음극재 간 이동을 돕는 매개체 역할을 한다.
분리막은 양극재와 음극재를 분리하며 분리막 공극은 이온이 이동하는 통로 역할을 한다.
전기차 폐배터리의 순환전략은 주로 재사용과 재활용이 거론된다.
재사용에는 배터리 팩을 해체 후 선별하여 재조립하는 방법과 배터리 그대로 재사용하는 방법이 있다.
첫 번째 방법의 경우 재사용이 불가능한 모듈과 셀을 해체하고 적절한 부품을 선별하여 재사용할 수 있지만, 분리할 때 비용과 시간이 들고 해체 등의 작업 시에 안전 문제가 발생할 수 있다.
두 번째 방법은 비용과 시간이 절감되지만, 해당 폐배터리의 진단평가가 정확하게 이루어져야 하고 원형 그대로 사용할 수요처가 있어야 한다는 제약이 존재한다.
반면, 재활용은 해체 및 추가적 처리를 통해 주로 폐배터리 내의 유가금속 등을 회수하여 새로운 배터리나 다른 제품의 원자재로 이용하는 것이다.
추가적 처리는 주로 파쇄, 분급 및 선별 등의 과정과 이후 건습식 공정인 열적·화학적 처리를 통해 양극활물질 내 유가금속 등을 회수하는 방식이 있다.
전기차 배터리는 일정한 성능 기준을 충족할 수 없을 때 차량에서 제거된다.
보편적 성능 기준에 따르면 배터리의 잔존성능이 80% 정도일 때 더 이상의 사용은 불가하며 교체해야 한다.
그러나 최근 기술의 발전으로 예전보다 낮은 잔존수명에서도 재이용이 가능할 것으로 보인다.
일종의 성능 기준치는 배터리의 전기화학 반응 메커니즘 발전성을 비롯한 제원의 변화를 고려해야 하며 이에 대한 적절한 성능평가가 이루어져야 한다.
폐배터리 진단 및 분류가 완료된 다음 필요하다면 배터리 해체 작업이 수반된다.
주로 장시간 수작업으로 해체가 진행되고 있으며 이런 작업은 시간 및 인건비 소요 이외에도 안전이 문제가 된다.
따라서 전처리 이전에 배터리를 안정화하는 작업이 필요하다.
안정화 이후에도 기술 측면에서 안전하고 신속한 해체 및 전처리를 위해 로봇 등 자동화 기술의 도입이 고려되고 있으며 기존 폐전기·전자제품의 경우에도 해체 작업 시 로봇이 사용된 사례가 있다.
해체 이후의 재활용에 필요한 기계적 처리과정은 크게 파쇄, 분급 및 선별과정으로 구분된다.
특히 파쇄 및 분급은 폐배터리를 작고 일정한 입상체로 부수는 과정으로 배터리 내부에 존재하는 유가성분을 표면으로 노출시켜 이후의 건습식 공정을 원활하게 하는 데에 매우 중요하다.
이 과정에서 폐배터리의 잔존에너지로 인해 급격한 방전이 발생할 경우 감전 및 열 폭주 등의 안전위험이 존재한다.
① 폐전기·전자제품의 해체 작업에는 로봇을 활용한 자동화 기술이 이미 상용화되었다.
② 폐배터리 재활용 시 열적·화학적 처리를 원활하게 하려면 폐배터리의 파쇄 및 분급을 통해 유가성분을 표면으로 노출시키는 과정이 필요하다.
③ 전기차 배터리의 잔존수명이 낮을수록 재사용보다는 재활용의 비중이 높아진다.
④ 전기차 배터리에서는 음극재에서 생성된 리튬 이온이 분리막 공극을 통해 이동하여 전기에너지를 발생시킨다.
⑤ 재사용과 달리 재활용에서는 선별 등의 처리과정이 수반되어 안전 문제를 초래할 위험성이 크다.
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