일반적으로 아연-공기 배터리는 보청기에 많이 쓰인다. 인체에 유해한 수은이 없고, 전력 가운데 일부를 공기에서 바로 얻기 때문에 작지만 안정적으로 전력을 공급해준다. 모든 배터리는 2가지 화학작용을 통해 전기를 발생시킨다.
양극에서 전자를 만들어내는 화학작용과 음극에서 전자를 흡수하는 화학작용이 바로 그것. 이를 통해 전자가 순환되고 양극에서 음극으로 흐르는 전류가 생성된다. 대부분의 배터리에는 이 같은 화학작용에 필요한 화학물질이 내장돼 있다.
하지만 아연-공기 배터리는 양극에만 화학물질인 아연이 있다. 이 아연은 아연산염 이온을 거쳐 산화아연으로 바뀐다. 아연 원자 당 2개의 전자를 방출하며, 이는 음극에 있는 산소에 흡수된다. 아연-공기 배터리는 다른 배터리에 비해 작은 공간에서 더욱 강한 힘을 낸다. 그 이유는 제트엔진이 로켓엔진보다 오래 작동되는 것과 같다. 로켓엔진은 공기가 없는 우주공간에서 작동해야 하기 때문에 내부에 연료와 산소를 다 같이 실어야 한다. 반면 제트엔진은 연료만 실으면 된다.
하지만 제트엔진은 로켓엔진만큼 강한 추력을 일으킬 수 없다는 게 단점이다. 공기를 빨아들이는 속도에 한계가 있기 때문이다. 아연-공기 배터리도 이런 한계는 갖고 있다. 많은 양의 에너지를 전달할 수는 있지만 비교적 느리다. 마치 단거리 주자가 아닌 장거리 주자와도 같다. 토끼와 거북이의 차이랄까.
| A. 공기구멍이 있는 음극 캔 B. 테플론 공기 필터 C. 흑연-와이어 매시 D. 유전(誘電) 필터 종이 E. 아연 분말 F. 양극 캔 G. 절연 링 아연-공기 배터리는 공기 중에 개방된 상태여야 하기 때문에 내부의 수분이 증발할 수밖에 없다. 이는 배터리의 수명을 제한한다. 하지만 앞으로 나올 아연-공기 배터리는 증발하지 않는 이온 상태의 액체로 만들어진 전해액을 사용한다. 따라서 오늘날 쓰이는 배터리보다 10배나 더 강하고 재충전이 가능한 아연-공기 배터리가 나올 가능성도 있다. |
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