전지(전기 배터리)는 이탈리아의 물리학자 알레산드로 볼타(Alessandro Volta) 백작이 발명한 직류 발생 장치입니다. 볼타는 갈바니가 발견한 현상에서 출발해 서로 다른 금속 사이에 발생하는 전기적 장력을 연구했고, 전기 에너지를 저장할 수 있는 축전기를 개발했습니다. 이 발명은 2차 산업혁명의 전개에 중요한 역할을 했습니다.
전지 발명의 서곡, 갈바니의 개구리 실험
전지 발명의 서곡은 이탈리아 의사 루이지 갈바니(Luigi Galvani)로부터 시작됩니다. 1786년, 갈바니는 개구리 다리가 두 개의 서로 다른 금속 조각에 단순히 접촉하는 것만으로도 반응한다는 사실을 관찰했습니다. 그는 이 현상이 동물 유기체 내부에 전기가 존재하기 때문이라고 해석했습니다.
1800년, 볼타 전지의 탄생
그러나 이탈리아 물리학자 알레산드로 볼타는 이 해석에 동의하지 않았습니다. 그는 전기가 동물에서 비롯된 것이 아니라, 서로 다른 두 금속이 젖은 도체와 접촉할 때 발생한다고 보았습니다. 이에 착안해 1800년, 볼타는 아연과 은 원판을 겹겹이 쌓고 소금물에 적신 천으로 분리한 최초의 배터리, 이른바 '볼타 전지'를 발명했습니다. 두 극을 연결하면 전류가 지속적으로 흘러나왔습니다.
이 발명은 수많은 전기화학 연구의 길을 열었습니다. 이후 프랑스의 조르주 르클랑셰(Georges Leclanché)의 개선을 거쳐 1868년에는 소위 '식염수 전지', 즉 아연-탄소 건전지가 등장하며 배터리의 대중화가 시작되었습니다.
현대 배터리의 활용과 미래
오늘날 전기 자동차용으로 새로운 종류의 배터리가 설계되고 있습니다. 기존 배터리의 개선된 버전이 전기차용으로 개발되었지만, 여전히 짧은 주행 거리, 높은 가격, 충전 인프라 및 환경 문제 등 여러 과제가 남아 있습니다. 전기 자동차용으로 가장 유망한 최신 배터리로는 리튬-황화철, 아연-염소, 니켈-금속 수소화물(NiMH), 나트륨-황 배터리 등이 꼽힙니다.
한편 이러한 배터리는 전력 생산업체에서도 개발 중이며, 전력 시스템 부하의 순간적인 변동을 보완하는 용도로 활용될 수 있습니다. 배터리 모듈은 수요에 따라 현장 근처에 설치할 수 있어 환경에 미치는 부정적 영향이 적고, 설치 공간도 작다는 장점이 있습니다.
참고 자료
- 『놀라운 발명의 역사: 불의 지배부터 불멸까지』, 두노드, 2018년.
- 『전기의 역사: 호박에서 전자까지』, 제라르 보르본(Gérard Borvon) 지음, 비베르, 2009년.
