전지의 종류

1932년 독일의 고고학자 빌헬름 케니히가 이라크 바그다드 근방에서 발견한 것으로 현존하는 가장 오래된 전지. 약 2천년전 바빌로니아인이 만든 것으로 짐작되는 지름 8cm, 높이 15㎝ 크기의 점토항아리에는 철봉을 넣은 원통형 구리관이 아래위로 고정돼 있었다. 항아리에 산(acid)을 채웠더니 놀랍게도 전류가 흘렀다고. 반지나 팔지 등 장신구의 도금에 사용됐을 것으로 추측된다.

◈◈망간건전지

가장 널리 알려진 전지. 음극에는 아연, 양극에는 이산화망간을 사용하고 전해질 용액으로 염화아연이나 염화암모늄의 중성염 수용액을 사용한다. 평균 전압은 1.2~1.5V이며 가격이 싼데다 제조가 쉽고 안정성이 높아 100년 이상 사용돼 왔다. 전해질용액으로 강알칼리성인 수산화칼륨용액을 사용하는 것이 알카라인전지다.

◈◈수은전지

양극에 산화수은, 음극에 아연, 전해액에 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 수용액을 사용한다. 사용 중 전압이 일정하게 유지돼 60, 70년대 보청기 등 소형 전자기기의 주요 전원으로 사용됐다. 80년대부터 수은이 공해물질로 인식된 뒤 사용이 억제돼 90년대 중반 생산이 전면 중단됐다.

◈◈태양전지

태양빛을 직접 전력으로 변환하는 장치인 태양전지는 반도체의 광기전력 효과를 이용한다. p형 반도체와 n형 반도체의 접합 부분에 빛이 들어오면 빛 에너지에 의해 반도체 내부에서 음의 전하(전자)와 양의 전하(정공)가 발생한다. 발생된 전자와 정공은 내부의 전압에 의해 각각 n형과 p형 반도체쪽으로 이동해 양쪽의 전극에 모아진다. 전극을 도선으로 연결하면 전류가 흐른다. 태양전지는 반도체 재료에 따라 실리콘 태양전지와 화합물 반도체 태양전지로 구분된다.

◈◈연료전지

전기화학반응에 의해 연료가 갖고 있는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환시키는 발전장치. 천연가스나 메탄올 등의 연료에서 추출한 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 전기에너지를 얻는다. 전기화학반응을 통해 직접 발전되기 때문에 발전 효율이 높고 무공해다. 60년대 이후 미국에서 제미니, 아폴로 등 우주선을 쏠 때 처음 사용됐다. 앞으로는 대형 화력발전소를 대신할 대체에너지원으로 자리매김할 전망이다.

◈◈니켈-금속수화물전지

전기자동차 전원으로 널리 알려졌다. 니켈-카드뮴전지의 문제점을 해결하고자 대두된 전지로 카드뮴 대신 수소저장합금을 음극으로 사용한다. 공해물질인 카드뮴을 전혀 사용하지 않아 환경친화적이며 메모리 효과도 거의 없다. 그러나 다소 비싸고 고온에서 부식되며 스스로 방전하는 비율이 높다. 리튬계 전지에 비해 저렴하고 안정성이 있어 현재 전기자동차용으로 개발되고 있다.

◈◈니켈-수소전지

인공위성의 심장 역할을 하는 전지다. 음극 반응물질로 수소기체를 사용한다. 1만회 이상충전이 가능한 장점이 있다. 수소통을 함께 포함하고 있기 때문에 일반 전원으로 사용하기에는 부적합하다.

◈◈니켈-카드뮴전지

일명 니카드전지. 몇년 전만 해도 납축전지와 함께 2차전지 시장을 주도했으나 리튬전지의 등장으로 쇠락의 길을 걷고 있다. 양극에 수산화니켈, 음극에 카드뮴, 전해질로 수산화칼륨 수용액을 사용한다. 500회이상 재충전이 가능하며 평균전압은 약 1.2V. 메모리 효과가 있고 가격이 비싸며 에너지밀도가 높지않다는 한계를 가지고 있다.