전기를 담는 그릇 - 전지의 발명의 역사
화학 반응을 이용해서 전기를 원할 때 사용할 수 있게 한다.
오래전부터 사람들은 번개나 정전기로 전기의 존재는 알고 있었지만 눈에 보이지 않는 전기를 담을 방법이 없었다. 이런 한계를 극복하게 해 준 사람이 이탈리아의 물리학자 알레산드로 볼타였다. 그는 구리와 아연 원판을 교대로 쌓고 묽은 황산에 적신 천 조각을 끼워서 전기를 발생시키는 세계 최초의 화학전지인 볼타 전지를 발명했다. 서로 다른 금속판과 전해질 용액의 반응을 이용해서 지속적으로 흐르는 전류를 만들어 낸 것이다. 이러한 업적을 기리기 위해서 전압의 단위로 그의 이름을 따서 '볼트'를 사용한다.
인류 최초의 전지 - 볼타 전지와 그 원리볼타 전지는 반응이 일어나면 황산 용액에서 수소 기체가 발생해 전압이 떨어지는 단점이 있었다. 1836년, 영국의 화학자 존 프레데릭 다니엘은 황산아연(ZnSO4) 수용액에 아연 전극을, 황산구리(CuSO4) 수용액에 구리 전극을 각각 넣고 양이온과 음이온이 자유롭게 움직일 수 있는 길인 염다리로 연결한 전지를 개발했다.
염다리에는 질산칼륨이 들어 있어 음극에서 양이온 증가 시 염다리의 질산 이온이 이동하고, 양극극에서 음이온 증가 시 염다리의 칼륨 이온이 이동해 이온의 균형을 맞추어 안정적인 전기 생산이 가능해졌다. 전자기 유도를 발견한 패러데이 등 많은 과학자들이 다니엘 전지를 이용하게 되면서 전자기학 연구가 더욱 가속되었다.
가스통이 만든 최초의 충전지 - 지금도 같은 원리가 그대로 사용되고 있다. 한번 쓰면 더 이상 사용할 수 없는 한계를 벗어나서 계속 충전해서 사용할 수 있는 충전지는 1859년 프랑스의 가스통 플랑테가 발명했다. 이산화납(+)과 순수한 납(-)을 묽은 황산 전해질에 담가 만든 납축전지는 지금도 동일한 원리로 자동차 배터리 등에 사용된다. 이후 전극에 사용하는 재질로 니켈, 카드뮴, 리튬등 다양한 소재가 개발되면서 스마트폰처럼 작은 전자기기부터 전기차까지 다양한 영역에서 널리 사용되고 있다.
