* '전지'연구는 1780년 '루이지 갈바니'가 발견한 '개구리 뒷다리'현상부터 시작되었다!
'갈바니'는 우연한 개구리실험을 통해 최초의 '개념도'는 소금물에 구리와 아연금속을 반응시켜 얻는식이었다.
재충전은 불가능하였다. | |
| '전지'란? 전자(+).이온(-)반응이 가능한.. 하나 이상의 물질(금속.광물)이 화학반응을 하여 화학에너지가 전기에너지로 변환되는 것. (1차 전지= 1회용, 2차 전지= 재충전용) * 참고: 산화.환원반응 '염다리(Salt Bridge)' |  여러개의 '라이덴 병'들 |
| 역사는? 미국 건국의 아버지인 '벤자민 프렝클린'이 1748년 다수의 '라이덴 병(축전기)_ Leyden Jar'을 연결하여 전기를 발생시킨 점을 착안한 이탈리아의 과학자 '알레산드로 볼타'가 1800년에 여러겹의 금속을 직렬로 연결하여 최초로 발명하였으나 상용화되진 못했다. (묽은 황산용액에 구리와 아연판을 32겹으로 쌓아 50볼트의 전류를 얻음.) '갈바닉 전지'의 원조인 '루이지 갈바니'의 '개구리 뒷다리 전기'이론의 영향도 조금 받았음. |  '볼타 전지' |
| 한동안 '볼타전지'가 최초의 '갈바닉 전지'라고 인정되다가 고고학회에서 '바그다드 밧데리'를 발표하자 순위에서 밀리게 되었다. (일부 전기학자들은 회의적인 반응. 이유는 "저게 있어도 전구가 없잖아! 전선은 어딨니?"라고 말함...) * 내 생각엔 '포도주'를 더 맛있게 만들려던 '토기 항아리'같은데.. 여러분 생각은? ^^ '볼타전지'의 발명으로 고무된 학자들중.. ''존 프레드릭 다니엘(John Frederic Daniell)'이라는 영국 화학자가 '다니엘 전지'를 발명하여 상용화의 발판을 마련하였다. |  '바그다드 밧데리'_메소포타미아 문명 |
| 이 전지는 두개의 통을 하나로 만든 다중 전지이다.('황산구리'통 안에 '황산'을.. '쎄라믹'통 안에는 '아연'전극을 넣음) '존 다니엘'은 자신의 다양한 연구에서 용액에 수소가 발생하면 전극판이 부식되는 것을 알아차리고 그 수소를 다시 전극에 재반응시켜 부식을 막는 전지도 고안했다. |  '다니엘 전지' 1836년 |
| 1838년 영국의 기구제조상 '존 덴서'는 '다니엘 전지'기술을 발전시켜 '포로스 팟 전지'를 발명하였다. 구리와 아연전극 중앙에 다공성 쎄라믹 통을 끼워 황산구리와 황산아연의 중화작용을 차단했다. 오래 쓰면 구리관에서 생긴 부식물이 다공 쎄라믹의 구멍을 메우게 되어 전지의 효율이 줄어들었으나 이전의 제품기능보단 한층 발전하였다. | |
| 1860년대 들어와서 프랑스의 '칼루드'라는 사람이 '다니엘 전지'의 아이디어로 여러가지 전지를 만들었는데 그 중 '중력전지(Gravity Cell)'라는 전지를 발명하여.. 통의 상부에 기름을 반 넣어 수소가 증발하는 것을 차단하고 효율을 더 늘렸다. 그러나, 이 제품의 단점은 하단부의 증류수와 상단부의 기름층 사이에서 일어나는 전류값이 일정치가 않으며 또한, 기대치보다 큰 전류가 흐를땐 두 용액이 섞이는 일도 발생하였다. '크로풋 전지'라고 통용되는 '칼루드'의 전지는 재료비가 싸서 한동안 미국,영국 전신회사들의 단골 베터리로 사용되었다. | |
| 1859년 프랑스의 물리학자인 '갸똥 쁠랑(Gaston Plante)'은 황산용액에 '이산화납'과 납전극을 반응시킨 최초의 '2차전지(납축전지)'를 발명하였다. 그의 축전지는 기차가 역에 정차했을때 트랩의 전등을 비추는 역할을 하였다. 다른 사람들도 그의 축전지를 모방하여 효율을 극대화하였지만 이 제품의 강력한 전류값을 이기진 못하였다. 또한, 이 발명품은 지금도 자동차의 밧데리로 사용중이며 무게는 크게 문제되지 않는 중이다. 이 축전지의 아이디어로 기존의 수용액대신 젤타입의 용액을 넣어 발전되었다.(VRLA 밧데리) * 2차전지= 재충전이 가능한 전지. | |
| '르클랑셰 건전지' 1866년 프랑스의 전기 엔지니어인 '조지 르클랑셰(Georges Leclanche)'는 사방을 꽉 채운 '염화암모늄' 분말에 다공 쎄라믹으로 두른 '망간'과 약간의 탄소를 포함한 '이산화망간' 전극을 넣은 전지를 발명하였는데 전압은 1.4볼트였으며 전신회사의 송.수신호와 벨을 울리는 역할을 훌륭히 수행하였다. 전기가 발명되기 전까지 이 전지는 전신국의 한 벽면 예쁜 나무박스 안을 채웠던 최초의 '건전지(Dry Cell)로 기록되었다. |
위와같은 전지들이 발명되기 훨씬 이전에도 '잠보니 전지'같은 것들이 나오긴 했지만 효율면에서 현저히 떨어져 상용화되진 못했다.
1886년 독일 과학자 '칼 가스너'는 '르클랑셰 건전지'를 다양하게 변형 상용화한 건전지로
최초 성공한 사람이다. 1887년 11월.. 같은 제품으로 그는 미국에서 '특허'를 획득했다.
1896년 파리의 'National Carbon Company'는 '가스너'의 특허품을 인용하여 그동안
전지의 재료로 쓰던 종이를 그의 재료로 대체하고 'Colombia 건전지'라는 상표로 대량생산하게 되었다.
그 해가 바로 '손전등'이 발명되었던 해였다...
그가 만든 '탄소-망간 건전지'는 지금까지 만들어지고 있다.
동시대 사람인 덴마크의 발명가 '프레드릭 루이스 빌헬름 헬슨(Frederic Louis Wilhelm Hellesen)'은
1887년 '가스너'의 건전지와 비슷한 것을 만들어서 약간의 분쟁이 발생했었다.
'헬슨'의 건전지는 덴마크의 전화국에 최초로 팔렸는데 1892년 그가 죽은 후 부인이 그의
동료를 도와 회사를 꾸려나갔으며 그 회사 이름은 '듀라셀(Duracell)'이었다.
'니켈-카드뮴'.. 최초의 '알카라인' 축전지..
1899년 스웨덴의 발명가.엔지니어인 'Waldemar Jungner'가
'니켈-철 축전지'와 '니켈-카드뮴 축전지'를 발명했다.
이 전지는 1910년 스웨덴에서 최초 상용화되었고 1946년엔 미국에 상륙하였다.
그의 최초 축전지는 '납 축전지'보다 작고 가벼우며 훨씬 앞선 기술이었으나 그만큼 더 비쌌다.
20세기 뉴 테크놀러지와 유비쿼터스..
. 니켈-철 축전지
'Jungner'가 발명한 이 건전지는 카드뮴 축전지와 비견될만큼 독보적 존재였으며
'특허'신청에도 무사통과였다. 그러나 수소발생률이 많고 충전할때 어려움이 있었으나
가격은 매우 쌌다. 이 축전지는 발명가 '에디슨'이 기술을 도입하여 1903년 직접 '특허'를 내고
판매를 하였다.(역시... 못된~ ㅡ,.ㅡ)
에디슨은 곧 세상에 전기차가 발매될거란걸 미리 간파하고 본인이 그 전기차의 밧데리를
판매하려는 야망을 품었었다. 그러나, 소비자들이 미리 그의 제품을 써본 후 방전이
너무 빨리 되어서 금방 쓸모없는 밧데리가 되는걸 알고는 왕따를 놓았다. ㅋㅋ
열받은 에디슨은 '니켈-철'축전지를 고물처리하고 '니켈-카드뮴'으로 재빠르게 전략수정을 했다.
그렇게 모든 전략을 마치고 전기차가 나오길 학수고대하기를.. 7년 후!!!
'포드(Ford)'사에서 최초의 차인 '모델-T'가 출시됬는데..
그 최초의 차는 '개솔린 차'였다! ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 잠깐~ 좀... 웃고... ㅋㅋ
그 이후 '포드'사는 수많은 모델을 출시하여 수천만대를 판매하며 에디슨이 죽을 때까지
줄곧 '개솔린 차'만 출시하여 엄청난 부를 축적함과 동시에 노동자들의 복지와 임금에도
타의 모범이 되는 대역사를 만들었다...
1950년 후반까지 '탄소-망간'전지가 시장의 주종을 이르는 사이..
생명이 짧은 그 종류의 단점을 보완하기 위하여 1955년 캐나다의 화학 엔지니어이자 발명가인
'Lewis Urry'가 동종류의 발전된 전지를 만들고자 노력하였으나 역시 '알카라인'전지의 아성을 깨긴
역부족이란걸 느끼고 '알카라인'이 비싸다는 단점을 노려서 '이산화망간'을 접목시킨
새로운 '알카라인'전지를 발매하여 1959년 대박을 터뜨렸다.
| . 니켈-수소 밧데리 (Nickel-Hydrogen Battery) 이 밧데리는 상용 통신위성의 써브-에너지를 담당하기 위하여 개발되었다. 1970년대에 개발된 이 제품은 다양하게 발전되어 1989년 소형제품이 상용화되었다. |  |
| . Nickel-Metal Hydride Battery(MiMH) 이 제품군은 니켈-카드뮴보다 생명이 훨씬 길고 '카드뮴'에 독성물질이 있다는 보고 후부터 환경보호용으로 각광을 받는 중이다. |  |
| . 리튬 전지(Lithium Battery) 이 제품은 1912년에 이미 실험되었으나 연구를 거듭하여 1970년대부터 발매되기 시작하였다. 작은 사이즈지만 놀라운 용량을 자랑하는게 특징. |  |
| . 리튬-이온 전지(Lithium-Ion Battery) 1980년 미국의 교수이자 고체물리학자인 'John B. Goodenough'가 양전극으로 훌륭한 물질인 'LiCoO2'를 발표하였고 프랑스의 발명가이자 과학자인 'Rachid Yazami'는 '음전극'용으로 '흑연'을 발견하였다. 이것이 발전되어 1985년 일본의 '아사히 화학' 책임자인 'Asahi Yosino'를 주축으로 하여 최초 실험제품으로 탄생하였다. 1991년, 일본 'SONY'사는 더욱 효율적이고 발전된 제품이 처음으로 상용화되었다. 1997년에는 '리튬-이온 폴리머'전지가 나왔으며 이 종류는 액정전지가 아닌 고체전지였다. |  이 전지는 발전에 발전을 거듭하여 컴퓨터나 핸드폰같은 포터블 축전지로 각광을 받는 중이다. |