[재미있는 전자상식] 전지의 원리

우리 생활에 널리 쓰이는 전지는 마치 전기를 담아 놓은 용기처럼 알려져 있다. 하지만 전지는 화학 반응이 일어날 때 나오는 화학 에너지를 전기 에너지로 바꾸어주는 역할을 수행할 뿐이다.

전지는 양극, 음극, 전해질이라는 세 가지 요소로 이뤄져 있다. 이온화되기 쉬운 금속을 음극에, 상대적으로 어려운 금속을 양극에 놓으면 음극의 금속이 내놓은 전자를 양극의 금속이 받아들이면서 일종의 전기 회로가 완성돼 전류가 흐르게 된다.

예를 들어 구리와 아연을 비눗물 같은 전해액 속에 담가놓고 매개체와 도선으로 연결해놓으면 이온화 경향이 큰 아연이 이온화되면서 전자를 방출하고 한편에서는 구리의 전자를 받아들이는 데 이 것이 바로 전지의 기본 원리인 셈이다.

전지는 사용후 버리는 1차 전지와 충전해서 다시 사용할 수 있는 2차 전지로 나뉜다. 현재 우리가 일상 생활에서 쓰는 건전지들은 1차 전지가 대부분으로 전해액이 망간이나 알칼리 망간 등 고체 상태로 돼 있어 액체가 흐르지 않는다는 점에서 건전지라고 부른다. 건전지들은 전해질의 종류는 달라도 양극은 모두 탄소봉으로 돼 있으며 그 주위에 탄소가루와 이상화망간이 채워져 있다.

대표적인 2차 전지로는 납 축전지와 알칼리 축전지가 있고 이밖에 최근 들어 각광을 받고 있는 전지로는 리튬 전지가 있다. 1,2차 모두 쓰일 수 있는 고성능 리튬전지는 영하 40~영상60.C라는 폭넓은 온도대에서 사용할 수 있고 1개로 보통 건전지(1.5V)의 2배인 3V를 내며 수명도 5~10년으로 매우 길다. 또한 0.5mm 두께의 초박형으로 만들 수 있기 때문에 IC카드와 같은 극히 얇은 기기속에도 장착할 수 있는 등 카메라와 컴퓨터 등 첨단 전자제품에 많이 응용되고 있다.

<허의원 기자>