KWC 수소 리포트

#64 1차전지?2차전지?3차전지?(2-1)

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2022.11.10 / 372

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안녕하세요 케이워터크레프트 입니다.

케이워터크레프트를 대표하는 워터스테이션은

에너지 자립형 그린 수소 발전 시스템으로

수전해와 수소연료전지를 통해

에너지를 생성하고 저장하는 발전시스템입니다.

수전해 기술에 대한 정보는 여러 차례 블로그를 통해 함께 알아봤었는데요!

수소연료전지에 대해서는 자세히 알아본 적이 없어서

두 시간에 걸쳐 수소연료전지에 대해 알아보는 시간을 가지려고 합니다.

수소연료전지에 대해 알기 위해서는

먼저 '전지'에 대한 정보를 짚고 넘어가겠습니다.

픽사베이 무료이미지

전지란 화학반응에 의해 전극 사이에 전기 에너지를 발생시키는 장치를 이야기 합니다.

전지는 흔히 1차전지와 2차전지로 나누어

볼 수 있는데요.

전지의 역사와 이해 한 번 시작해 보실까요?

전지의 시작인 '볼타전지'를 먼저 알아보겠습니다.

볼타는 개구리 뒷다리 실험을 통해

종류가 다른 두 가지의 금속을 연결하면 전류가

흐른다는 점을 발견합니다.

그리고 지속적으로 전류를 발생시키는 장치를

볼타전지라 부르게 되었죠.

볼타전지의 원리는 지금까지도 모든 화학전지의 기본 원리로 응용되고 있습니다.

볼타 계열의 전지는 크게 1차 전지와 2차 전지로 구분됩니다.

1차 전지는 한 번 사용하면 다시 사용 할 수 없는

일회용 전지이며

2차전지는 충전하면 다시 사용할 수 있는 충전용

전지입니다.

1차 전지에는 망간 전지, 알카라인 전지, 수은

전지등이 있습니다.

우리가 흔히 사용하는 원통형 건전지가

바로 망간 전지 입니다.

망간 전지의 특징은 전해질 수용액을 사용하지 않고

전해질인 염화암모늄의 수용액을 충분히 흡수시킨 펄프와 솜을 넣었다는 것입니다.

이것은 전해질 수용액을 쓰면 흘러넘치기 때문에 운반과 이동이 불편하기 때문이죠.

큰 내부저항으로 수명이 짧고

충전이 안되는 1차 전지이기에 폐기물이 많이 발생하며

내부 화학 물질로 인한 중금속 토양오염은

2차 전지의 개발을 가속화 하였습니다.

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충전이 가능한 2차 전지의 기원은 다니엘전지 입니다.

다니엘전지는 화학에너지가 전기에너지로 바뀐 후에도

생성물이 반응계에 남아 있어 외부에서

전기에너지를 공급하면

역반응이 일어나며 처음 상태로 돌아가는 것이

가능합니다.

2차 전지에는 니켈-카트뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬-이온 전지 등이 있습니다.

2차 전지는 일상 곳곳에서 볼 수 있습니다.

우리가 사용하는 노트북, 카메라와 같이 충전식 물건에서 쉽게 발견할 수 있죠.

여러 종류의 전지 중에서도 리튬 이온 전지를 간단하게 살펴보겠습니다.

1991년 일본 소니가 탄소전극을 (-)극 리튬 이온을 (+)극으로 하는 리튬 이온전지를 상용화 했는데요.

이 전지는 니켐-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다

평균 방전전압이 약 3배가 높으며 에너지밀도는

1.5배 높아

소형 대용향 배터리를 만들 수 있는 것이 특징입니다.

또한 메모리 현상이 없어 주변 환경에 따라 수시로

충전하여 사용해도

수명에 영향을 미치지 않는다는 것이 특징이죠.

방전 시키지 않고 계속해서 충전을 해주면 수명이

길어지는 효과가 있어

더욱더 수요가 늘어나고 있는 추세입니다.

이렇게 오늘은 전지에 대해 알아보며

1차 전지와 2차 전지가 어떻게 발전해 왔는지에 대해 알아보았는데요.

다음 시간에는 3차 전지에 대해 살펴보며

어느 방향으로 과학이 발전하고 있는지를 알아보도록 하겠습니다.

그럼 다음 알기쉬운 수소 이야기에서 만나요!