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[공구의 역사] 배터리의 역사
코로나19와 러시아-우크라이나 전쟁으로 인해 세계적인 부품, 원자재 공급난이라는 악재 속에서 배터리 업계의 부담은 커져가고 있다. 이와 별개로 배터리 기술 연구는 계속 되어 이제 농기계에도 엔진 대신 배터리를 탑재해 첨단화되고, 업계에서는 호환성 및 편의성 향상을 통해 위기를 기회로 잡으려 만전을 기하고 있다. 현대 산업 발달의 중심이 된 배터리. 이런 배터리에 대한 재밌는 사실은 배터리의 역사가 개구리 다리에서 시작되었다는 것이다.
1780년, 이탈리아의 의사이자 물리학자 루이지 갈바니(Luigi Galvani)는 개구리를 해부하던 중 전지 발명의 계기가 되는 큰 발견을 하게 된다. 구리판에 고정된 개구리의 다리를 철로 된 칼로 만진 순간 경련이 일어나는 것을 본 그는 개구리 자체에서 전기 에너지가 나온다고 생각했다. 갈바니는 이 현상을 “동물 전기”라 부르며 동물의 몸속에 전기가 있고 이 전기가 근육을 움직인다고 발표했다. 그러나 그의 친구였던 이탈리아 과학자 알렉산드로 볼타(Alessandro Volta)는 갈바니의 주장에 의심을 갖는다. 개구리 다리를 이용한 여러 실험을 통해 그는 곧 이상한 사실을 발견한다. 개구리 다리 양쪽에 같은 종류의 금속을 대면 개구리 다리가 움직이지 않는 것이다. 그래서 볼타는 개구리 다리에 흐른 전류의 원인이 ‘동물전기’가 아니라, 서로 다른 금속 사이에 발생한 ‘금속전기’임을 주장하게 된다.
끊임없이 ‘금속전기’를 실험했던 볼타는 구리와 아연 사이에 소금물을 적신 종이를 끼워도 전류가 흐르는 사실을 발견한다. 아연은 구리보다 적극적으로 전기를 발생하고 산화하는 특성을 갖고 있는데, 아연에서 발생한 전자가 전해질을 통해 구리로 이동하면서 전기가 흐르게 된 것이다. 이 원리를 이용해 [아연-전해질-구리] 묶음을 켜켜이 쌓아 배터리를 만든 것이 바로 ‘볼타 전지’다. 마침내 1800년, 볼타가 최초의 배터리 볼타 전지를 발명하면서 20년 동안이나 이어지던 갈바니와 볼타의 논쟁은 볼타의 승리로 끝이 났다.
알렉산드로 볼타는 프랑스 황제 나폴레옹에게 볼타 전지를 시연하는 등 백작 지위까지 받으며 배터리의 선구자로서 인정받았다. 전압 측정 단위인 ‘볼트(volt)’ 또한 그의 이름에서 유래되었듯, 볼타의 발명은 현재 사용되는 배터리의 실질적인 원형을 발견한 사건이었다. 하지만 볼타 전지가 완벽한 것은 아니었는데 최대 1시간밖에 되지 않는 짧은 배터리 수명이 가장 큰 한계였다. 이러한 볼타 전지의 단점은 1820년 영국의 화학자 존 다니엘(John Frederic Daniell)이 다니엘 배터리를 발명함으로써 해결될 수 있었다. 그 뒤 1895년 프랑스 물리학자 가스통 플랑테(Gaston Planté)가 충전 가능한 배터리를 발명해 지금 우리가 사용하는 2차 전지의 시작을 열기도 하며, 개구리에서 출발한 배터리는 눈부신 발전을 통해 인류 문명을 환하게 밝혀주었다.
글 _ 민지예 / 참고 _ Wikipedia
