군고구마는 왜 삶은 것보다 더 달까? 단맛의 비밀

찬 바람이 불기 시작하면 길거리에서 구수한 군고구마 냄새가 코를 찌릅니다. 한 입 베어 물면 설탕을 넣은 것도 아닌데 달콤하고 촉촉해요. 그런데 같은 고구마인데도 어떤 날은 푸석하고 싱거운 맛이 나고, 어떤 날은 꿀처럼 달기도 하죠. 고구마의 단맛은 대체 어디서 나오는 걸까요? 한 줄 정답: 고구마 속 효소가 익는 동안 전분(밥이나 감자에 많은 곡물 가루 성분)을 엿당(엿에서 느껴지는 단맛 성분)으로 바꾸기 때문이에요. 이 효소가 일할 시간을 충분히 주면 더 달아집니다. 고구마는 원래 달콤하지 않다? 캐낸 직후의 생고구마는 맛이 밋밋합니다. 고구마의 주성분은 단맛이 거의 없는 전분이거든요. 전분은 포도당이 길게 줄줄이 이어진 큰 덩어리인데, 혀는 이것을 단맛으로 느끼지 못합니다. 이 긴 사슬이 잘게 잘려야 비로소 단맛이 나요. 비유하자면 전분은 긴 기차 예요. 기차 전체로는 달지 않지만, 칸을 두 개씩 끊어 내면 단맛 나는 작은 조각이 됩니다. 이 기차를 끊어 주는 일꾼이 바로 고구마 속의 아밀라아제(전분을 잘게 자르는 효소) 예요. 효소는 몸 안에서 화학 반응을 도와주는 단백질 일꾼입니다. 그중 베타아밀라아제는 전분 사슬을 두 칸씩 끊어서 엿당을 만들어 내는 것으로 알려져 있어요. 열을 가하면 왜 달아질까? 생전분은 단단하게 뭉쳐 있어서 효소가 잘 달라붙지 못합니다. 그런데 열을 받으면 전분이 물을 머금고 부풀며 풀어지는데, 이를 호화(전분이 물과 열을 만나 말랑하게 풀어지는 현상) 라고 해요. 풀어진 전분은 효소가 훨씬 쉽게 일할 수 있는 상태가 됩니다. 하지만 고구마가 너무 뜨거워지면 효소도 힘을 잃습니다. 효소는 단백질이라서 일정 온도를 넘으면 구조가 망가져 일을 못 하게 돼요. 결국 효소가 열심히 일할 수 있는 적당히 따뜻한 온도 (대략 60℃ 안팎의 구간으로 소개되는 경우가 많고, 품종과 조건에 따라 달라요)에 고구마가 얼마나 오래 머무르느냐가 단맛을 좌우합니다. 천천히 익힐수록 달콤해지는 이유 급하게 센 불로 익...

전고체 배터리 전쟁 | 배터리 이야기 4화

전고체 배터리 전쟁 | 배터리 이야기 4화

전고체 배터리 전쟁

삼성과 토요타는 왜 이 기술에 모든 것을 걸었을까

지금까지 우리는 배터리의 두 가지 문제를 확인했다.

  • 리튬 배터리는 폭발 위험이 있다
  • 전고체 배터리는 기술적으로 어렵다

그렇다면 이런 질문이 남는다.

“그래도 누군가는 이 기술을 완성해야 하지 않을까?”

바로 그 경쟁이 이미 시작되어 있었다.

30년 전부터 시작된 연구

전고체 배터리 연구는 최근에 시작된 것이 아니다.

일본에서는 이미 1990년대부터 이 기술을 연구하고 있었다.

그 중심에 있는 기업이 있다.

토요타.

토요타는 하이브리드 자동차를 만들며 배터리 기술을 꾸준히 연구해 왔다.

그리고 그 다음 목표를 전고체 배터리로 설정했다.

토요타 전고체 배터리 목표
  • 충전 시간 단축
  • 주행 거리 증가
  • 배터리 안전성 향상

토요타는 이 기술을 차세대 자동차의 핵심 기술로 보고 있다.

한국도 가만히 있지 않았다

한국에서도 이 경쟁에 뛰어든 기업이 있다.

삼성.

특히 배터리 연구에서 삼성은 새로운 접근 방식을 선택했다.

바로 황화물 고체 전해질.

이 물질은 이온 이동 속도가 매우 빠르다는 특징이 있다.

그래서 전고체 배터리의 가장 큰 문제였던 이온 이동 문제를 해결할 가능성이 있다.

삼성 전고체 배터리 연구 방향
  • 황화물 고체 전해질
  • 에너지 밀도 향상
  • 배터리 수명 증가

하지만 문제는 여전히 남아 있다

전고체 배터리는 분명 매력적인 기술이다.

하지만 현실은 여전히 어렵다.

  • 대량 생산 기술
  • 재료 비용
  • 계면 안정성 문제

이 문제들이 해결되지 않으면 상용화는 쉽지 않다.

그래서 지금은 두 가지 길이 존재한다

현재 전기차 배터리 기술은 두 가지 방향으로 발전하고 있다.

  • 기존 리튬 배터리를 발전시키는 전략
  • 전고체 배터리를 개발하는 전략

어느 쪽이 먼저 성공할지는 아직 아무도 모른다.

하지만 분명한 사실이 하나 있다.

배터리 기술은 앞으로의 산업을 바꿀 것이다.

자동차, 스마트폰, 항공 산업까지 모든 분야에서 배터리는 점점 더 중요한 기술이 되고 있다.

그리고 그 중심에는 지금도 계속되는 연구와 경쟁이 있다.

© 소소하지만 과학이야

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