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충전 없이 계속 사용 할 수 있는 전지는 없나요?

요즘은 거의 누구나 사용할 만큼 흔해진 휴대전화. 휴대전화는 초창기보다 많이 좋아졌지만 아직도 불편한 점이 있다. 바로 휴대전화의 배터리를 충전해야 하는 일이다. 지금 사용되는 배터리는 충전하는 시간도 시간 이지만, 한번 충전해서 쓸 수 있는 시간도 매우 제한적이기 때문이다. 얼마 사용하지 않은 것 같은데, 벌써 배터리의 전기가 부족하다는 표시가 뜬다. 순식간에 충전하고 오랫동안 사용할 수 있는 배터리(전지)는 없을까. 이런 불편을 덜어줄 수 있는 해결사가 바로 연료전지다. 최근 휴대전화 배터리용으로 DMFC(직접메탄올 연료전지)가 연구·개발되고 있다. 고용량 의 전기발생장치인 DMFC는 액체상태의 메탄올 수용액을 직접 수소이온과 전자로 분해해 전기를 발생시킨 다. 그래서 따로 전기를 충전할 필요가 없다. 대신 휴대전화에 메탄올과 물을 혼합한 용액이 들어있는 카트리 지를 교환하거나 용액을 직접 주입하면 된다. 용액을 주입하는 시간은 단 10초. 현재 사용하는 휴대전화에 이를 적용한다면 40일 통화대기에 20시간 연속통화라는 놀라운 일이 가능하다. 실로 엄청난 능력이다. 이런 연료전지는 PDA(개인휴대용 정보단말기)나 노트북의 전원으로도 효과적으로 사용될 수 있다. 슈퍼맨과 같은 능력을 가진 연료전지는 원래 제미니·아폴로 우주선에서부터 챌린저·콜롬비아 우주왕복선 에 이르기까지 우주선용으로 제작·사용되었다. 제한된 공간에서 우주선을 움직이는 추진력을 얻을 만큼 방대 한 에너지를 만들 수 있을 뿐만 아니라 에너지 발생 과정에서 오염물질이 거의 나오지 않기 때문이다. 또한 연료전지에서는 전기가 만들어지는 동안 물이 발생하기 때문에 우주비행사들에게 마실 물을 제공할 수 있 는 장점도 있다. 연료전지에서 전기를 만드는 원리는 무엇일까. 먼저 일상생활에서 전기가 만들어지는 과정을 생각해보자. 현재 대부분의 전기는 석유, 석탄, 천연가스와 같은 화석연료를 태워서 발전하는 화력발전 방식으로 얻어진 다. 구체적으로 말하면 연료의 화학에너지가 연소과정에서 열로 변하고, 이를 이용해 터빈을 돌리는 기계적 에너지로, 기계적 에너지가 다시 전기에너지로 변하는 과정을 거쳐 전기가 발생한다. 하지만 연료전지는 복잡한 중간과정 없이 화학에너지가 바로 전기에너지로 변환된다. 즉 천연가스나 메탄 올과 같은 연료에서 수소를 얻은 후 이를 공기 중의 산소와 반응시키면, 전기에너지를 직접 얻을 수 있다. 수 소와 산소를 반응시키면 연소반응에 의해 열이 발생하면서 물이 되는데, 이때 수소와 산소를 직접 반응시키 는 대신 연료전지를 통해 전기화학반응을 일으키면 물과 열뿐만 아니라 전기를 발생시킬 수 있는 것이다. 최근 연료전지는 자동차에 응용되고 있다. 배기가스를 내뿜어 환경오염의 주범이라는 오명을 쓰고 있는 자 동차에게는 반가운 일이 아닐 수 없다. 연료전지가 전기를 발생시키고 남기는 물질은 물뿐이기 때문에 그야 말로 무공해다. 연료전지 자동차는 무공해 자동차인 것이다. 또한 기계적 에너지 변환 단계가 없기 때문에 출발하거나 주행할 때 나타나는 소음도 전혀 없다. 연료전지 자동차는 공해와 소음을 발생시키지 않으면서 도 고효율을 자랑하는 미래 자동차인 것이다. 연료전지의 응용범위는 무궁무진하다. 연료전지는 전국을 망라하는 전력선에 연결돼 보조전력이나 중요시 설에 비상전력을 제공하며, 송전선이 미치지 못하는 도서지방에도 설치되고 있다. 그리고 LPG나 천연가스 를 사용한 가정용 연료전지도 시험 중이다. 소음공해나 대기오염의 염려가 없으며 연료전지에서 발생하는 열은 가정에서 온수나 난방에 사용될 수 있기 때문이다. 또한 연료전지를 이용해 하수처리장이나 쓰레기매 립지에서 발생하는 메탄가스를 에너지로 바꾸려고 노력 중이다. 연료전지는 그야말로 무공해와 고효율의 두 마리 토끼를 잡는 미래의 에너지인 셈이다. 출처: Atomania
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