[eBook]전화기는 어떻게 세상을 바꾸는가 : 미래를 이끌어갈 에너지 혁명과 전기화학기기의 발전사

출판사 : 처음북스발행일 : 2019년 08월19일 | 종이책 발행일 : 2019년 04월30일

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북마스터소개글 TOP

산업혁명 이후 빠르게 발전하며 달려온 우리의 눈앞에는 대기오염과 지구 온난화라는 큰 문제가 버티고 있다.
이 두 환경문제를 한꺼번에, 제대로 해결하면서 더욱 발전할 방법은 없을까?

전화기, 즉 전기화학기기가 그 완벽한 대안이다.
전기화학기기의 발전사와 현재 일어나고 있는 에너지 혁명을 상세하게 다루는 『전화기는 어떻게 세상을 바꾸는가』를 통해 다시 청정한 공기를 누릴 미래를 만나보자.

출판사서평 TOP

더 이상 환경을 파괴할 수는 없다
인간이 인류에게 편리한 물건을 만들수록 지구의 자연은 파괴되고 있다. 도로만 있으면 자동차를 타고 어디든 빠르게 달려갈 수 있게 되었지만 이 자동차에 사용되는 화석연료 때문에 대기는 계속 오염되고 있고 지구 온난화도 빠르게 진행되고 있다. 지구의 푸르름을 온전하게 누리며 살 수 없는 시대가 된 것이다. 편리하면서도 환경에 부정적인 영향을 미치지 않는 에너지를 개발하고 사용해야 할 때가 되었다.
최근 국내 연구진이 물에 빛을 쪼여 수소를 분해할 수 있는 광촉매의 효율을 엄청나게 높인 새로운 촉매를 개발했다. 이름하여 단원자 구리·이산화티타늄 촉매를 세계 최초로 개발한 것이다.
기존에는 수소를 분해할 때 값비싼 백금이나 이산화티타늄 광촉매를 사용했다고 한다. 비용이 많이 들 수밖에 없는 구조였다. 하지만 이번에 개발된 촉매는 값싼 구리와 티타늄을 사용해 원재료 비용이 거의 들지 않을 정도가 되었으며 이전에 사용하던 광촉매보다 1.5배 뛰어난 성능을 보인다. 성능과 저렴한 가격이라는 두 마리 토끼를 모두 잡은 셈이다.
아직 이 광촉매를 이용한 수소 생산 규모는 실험실에서 생산하는 수준에 그치지만 이후 다양한 산업에 적용하고 상용화가 되면 대기 오염과 지구 온난화를 일으키는 화석연료 자동차에서 수소차로의 전환이 더 빠르게 진행될 것이다.

전기화학기기, 환경 보호와 미래 발전이라는 두 마리 토끼를 모두 잡다
이러한 광촉매의 물 분해 현상은 혼다-후지시마 효과(Honda-Fusishina effect)라고도 부르는데, 1967년에 처음 증명된 이후 이후 염료감응 태양전지, 광전기화학전지, 인공 광합성 등의 기술로 응용되었다. 여기서 태양빛으로 전기를 생산할 수 있는 염료감응 태양전지와 수소와 산소를 생산할 수 있는 광전기화학전지가 이 책, 『전화기는 어떻게 세상을 바꾸는가』의 주인공 전기화학기기(이하 전화기)이다. 이외에도 햇빛의 강도에 따라 색이 변해 투과율을 조절할 수 있는 전기변색 소자, 물을 분해하여 수소를 생산하는 수전해기, 하이브리드 자동차에 장착하면 순간적인 출력을 높여주는 슈퍼 캐퍼시터, 금속을 교체하면 전력을 생산할 수 있는 금속공기전지 등의 다양한 전화기가 있으며 지금도 계속해서 개발되고 있다.
화석에너지의 대체에너지로 크게 전기에너지와 최근 큰 발전을 이룬 수소에너지가 꼽힌다. 그런데 공교롭게도 전기자동차에 들어가는 전지와 수소자동차 안에 들어가는 연료전지가 모두 전화기에 속한다. 특히 전지는 전화기의 대표격이라고 할 수 있다. 결국 청정에너지를 만들어 대기오염 문제와 지구 온난화를 동시에 해결할 수 있는 대안이 바로 전화기인 셈이다. 전화기가 우리의 미래에서 얼마나 중요한 자리를 차지할지 가늠할 수 있는 대목이다.
『전화기는 어떻게 세상을 바꾸는가』는 이처럼 더 밝은 미래를 만들고 준비하는 데 도움을 주는 책이다. 미래를 예측하는 일은 어렵지만 『전화기는 어떻게 세상을 바꾸는가』가 이야기하는 바를 따르다 보면 미래의 우리가 어떻게 살아갈지 조금이나마 예상할 수 있을 것이다. 그리고 그 미래는 환경 보호와 발전이라는 두 마리 토끼를 모두 잡은 미래일 것이다.

목차 TOP

들어가며 · 7

1장 | 에너지 혁명
1. 재생에너지와 스마트 그리드 · 18
2. 분산에너지와 제로에너지 하우스 · 29
3. 재생에너지와 원격조정·자율주행 시스템 · 43
4. 블록체인과 신재생에너지 · 48
5. 생체 보조 로봇과 바이오배터리 · 56
6. 화석에너지를 대체할 인공 광합성 · 62
7. 인공지능과 에너지 전환 · 71
2장 | 전화기
1. 최초의 전지: 볼타전지 · 80
2. 건전지: 세고 오래가는 알칼라인 망간전지 · 89
3. 최초의 충전 가능한 전지: 납축전지 · 94
4. 리튬전지: 왜 리튬인가? · 99
5. 휴대전화를 휴대전화답게: 리튬이온전지 · 10 ...

본문중에서 TOP

이산화탄소 배출을 줄이려면 전기자동차나 연료전지 자동차가 활성화되어야 합니다. 그런데 공교롭게도 전기자동차의 핵심인 전지(배터리)와 연료전지 자동차의 핵심인 연료전지 모두 전기화학기기(전화기)입니다. 이외에도 수많은 전기화학기기, 예를 들어 태양빛으로 전기를 생산할 수 있는 염료감응 태양전지, 햇빛의 강도에 따라 색이 변해 투과율을 조절할 수 있는 전기변색 소자, 물을 분해하여 수소를 생산하는 수전해기, 하이브리드 자동차에 장착하면 순간적인 출력을 높여주는 슈퍼 캐퍼시터, 금속을 교체하면 전력을 생산할 수 있는 금속공기전지 등이 미래 청정에너지와 관련이 있습니다. 대기오염 문제와 지구 온난화를 동시에 해결할 수 있는 대안이 바로 전화기(전기화학기기)인 것입니다.
-
제레미 리프킨은 저서 『3차 산업혁명』에서 3차 산업혁명의 핵심을 다음의 다섯 가지로 요약했습니다.

⑴ 재생 가능 에너지로 전환한다.
⑵ 건물에 재생 가능 에너지를 도입하여 에너지 생산과 소비를 효율적으로 한다(미니 발전소).
⑶ 수소 저장 기술, 전력 저장 기술을 보급하여 불규칙적으로 생산되는 에너지를 보존한다.
⑷ 인터넷 기술을 활용하여 각 대륙 간 동력 그리 ...

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