How batteries work - Adam Jacobson

건전지는 어떻게 작동하는가 - 아담 제이콥슨 (Adam Jacobson)

번역: 새이 이 검토: Gemma Lee

You probably know the feeling.

여러분은 아마 이 기분을 알겁니다.

Your phone utters its final plaintive "bleep"

당신의 전화가 "삡"하며 마지막 애처러운 소리를 내며

and cuts out in the middle of your call.

통화가 중간에 끊깁니다.

In that moment, you may feel more like throwing your battery across the room

그 순간에 건전지를 방 건너편으로 던지고 싶을 거에요.

than singing its praises,

건전지를 찬양하기 보다는요.

but batteries are a triumph of science.

하지만 건전지는 과학의 큰 업적입니다.

They allow smartphones and other technologies to exist

건전지는 스마트폰과 다른 기계들을 존재하게 합니다.

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

전선과의 지긋지긋한 싸움에 휘말리지 않도록 말이죠.

Yet even the best batteries will diminish daily,

하지만 최고의 건전지조차도 날마다 약해지고

slowly losing capacity until they finally die.

천천히 용량이 줄어 마침내 죽습니다.

So why does this happen,

왜 이런 현상이 발생하고

and how do our batteries even store so much charge in the first place?

건전지는 어떻게 처음에 충전을 할 수 있을까요?

It all started in the 1780s with two Italian scientists,

그것은 1780년대 두명의 이탈리아 과학자들,

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

루이지 갈바니와 알레산드로 볼타에서 출발합니다.

and a frog.

그리고 개구리.

Legend has it that as Galvani was studying a frog's leg,

갈바니는 개구리의 다리를 연구중이었다고 합니다.

he brushed a metal instrument up against one of its nerves,

그는 금속 도구로 개구리의 신경 하나를 문질러

making the leg muscles jerk.

다리의 근육 반사를 일으켰죠.

Galvani called this animal electricity,

갈바니는 이것을 동물 전기라고 불렀습니다.

believing that a type of electricity was stored in the very stuff of life.

이런 유형의 전기는 생명의 본질에 모여 있다고 믿었습니다.

But Volta disagreed,

하지만 볼타는 동의하지 않았고

arguing that it was the metal itself that made the leg twitch.

금속 때문에 다리 경련이 일어났다고 주장했습니다.

The debate was eventually settled with Volta's groundbreaking experiment.

논쟁은 결국 볼타의 획기적인 실험으로 해결되었습니다.

He tested his idea with a stack of alternating layers of zinc and copper,

그는 아연층과 구리층를 번갈아 쌓아올려 그 사이를

separated by paper or cloth soaked in a salt water solution.

소금물에 적신 종이나 옷감으로 분리해서 그의 생각을 실험했습니다.

What happened in Volta's cell is something chemists now call oxidation and reduction.

볼타전지에서 현재 화학자들이 산화 환원이라고 부르는 일이 일어났죠.

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

아연이 산화한다는 것은 전자를 잃는 것을 의미하고

which are, in turn, gained by the ions in the water in a process called reduction,

환원이라고 불리는 과정에서 물속의 이온이 전자들을 가져가서

producing hydrogen gas.

수소 가스를 발생시킵니다.

Volta would have been shocked to learn that last bit.

볼타는 마지막 부분을 알고 충격받았을지 모릅니다.

He thought the reaction was happening in the copper,

그는 반응이 구리에서 발생한다고 생각했습니다.

rather than the solution.

용액보다는요.

None the less, we honor Volta's discovery today

그럼에도 불구하고 오늘날 우리는 전위의 표준단위를

by naming our standard unit of electric potential "the volt."

"볼트"라고 명명하면서 볼타의 발견에 경의를 표합니다.

This oxidation-reduction cycle creates a flow of electrons between two substances

산화 환원 주기는 두 물질 사이의 전기흐름을 만들어냅니다.

and if you hook a lightbulb or vacuum cleaner up between the two,

전구나 진공청소기를 둘 사이에 연결한다면

you'll give it power.

전원을 얻을 것입니다.

Since the 1700s, scientists have improved on Volta's design.

1700년대부터 과학자들은 볼타의 설계를 향상시켰습니다.

They've replaced the chemical solution with dry cells filled with chemical paste,

그들은 화학 용액 대신 화학 반죽을 채운 건전지로 대체시켰는데

but the principle is the same.

원리는 같습니다.

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

금속이 산화하면 전자를 내보내는데

before they are regained by a substance being reduced.

물질이 환원되어 전자가 회수될 때까지 일을 합니다.

But any battery has a finite supply of metal,

하지만 건전지는 금속의 공급이 한정되어 있고

and once most of it has oxidized, the battery dies.

금속의 대부분이 산화되면 건전지는 수명을 다하지요.

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

재충전 건전지는 이 문제에 대해 일시적인 해결책을 줍니다.

by making the oxidation-reduction process reversible.

산화 환원 과정을 거꾸로 만듦으로써 말이죠.

Electrons can flow back in the opposite direction

전자는 전기를 이용해

with the application of electricity.

반대 반향으로 되돌아갈 수 있습니다.

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

충전기를 꽂아서 콘센트로부터 전기를 끌어당겨

that drives the reaction to regenerate the metal,

금속을 충전하는 반응을 작동시킵니다.

making more electrons available for oxidation the next time you need them.

다음에 필요한 산화를 위해 필요한 전자를 더 만들어냅니다.

But even rechargeable batteries don't last forever.

하지만 재충전 배터리도 영원히 지속되지 않습니다.

Over time, the repetition of this process causes imperfections

시간이 지나면 이 과정의 반복은 결함과

and irregularities in the metal's surface that prevent it from oxidizing properly.

금속이 산화하지 못하게 막는 금속 표면의 불규칙성을 발생시킵니다.

The electrons are no longer available to flow through a circuit

전자들은 더이상 회로를 통해 흐르지 못하고

and the battery dies.

건전지는 수명을 다합니다.

Some everyday rechargeable batteries

일상 생활에서 쓰는 재충전 건전지는

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

겨우 수백번의 충전-방전 주기 후에 수명을 다할 것입니다.

while newer, advanced batteries can survive and function for thousands.

반면에 진화된 최신 건전지는 수천번을 기능하고도 살아남을 수 있습니다.

Batteries of the future may be light, thin sheets

미래의 건전지는 아마도 가벼워지고,

that operate on the principles of quantum physics

양자물리학 원리로 작동되는 얇은 판일겁니다.

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

그리고 수십만 번의 충전 주기를 지속합니다.

But until scientists find a way to take advantage of motion

하지만 여전히 과학자들이 자동차가 그러하듯

to recharge your cell battery, like cars do,

움직임을 이용하거나 태양전지를 장비에 설치해서

or fit solar panels somewhere on your device,

충전하는 방법을 찾을 때까지는

plugging your charger into the wall,

충전기를 콘센트에 연결하는 것이

rather than expending one battery to charge another

하나의 건전지로 다른 건전지를 충전하는 것보다

is your best bet to forestall that fatal "bleep."

종료를 알리는 치명적인 소리를 방지하는 가장 좋은 방법입니다.