전해액(질) > 공지사항

황산이나 식염수는 그대로 이온화 된다.예를 들어 황산 분자 하나가 물 속에 들어가면 +전기를 띤 수소 이온 H⁺2개와 -전기를 띤 황산이온 SO4 ^2-  1개로 나뉘어진다. 이와 같이 물질이 이온으로 분리되는것을 '전리"라 한다.

액체, 특히 수용액 가운데는 이온화가 잘 되는 물질이 많다, 이것을 전해질 또는 ionix라고 한다 , 전해질이 액체인 경우에는 전해액이라고 한다. 리튬전지의 경우와 같이 유기 용매를 전해액으로 써도 좋지만 유기용매는 수용액만큼 쉽게 이온화 되지 않는다. 

한편 설탕 같은 물질은 물에 녹아도 이온화 하지 않는다. 이런 물질은 비전해질 이라고 하며 전지에 사용할 수 없다. 지구 표면의 절반 이상을 뒤덮고 있는 바닷물이 훌륭한 전해액이라는 사실은 자연의 큰 혜택인 셈이다.

그런데 전해액이라고 반드시 물처럼 매끄럽게 흐를수 있어야 하는것은 아니다, 납 전지의 전해액은 황산인데 액체상태로 사용해도 되지만 끈끈한 gel형태로 사용해도 전지작동에는 문제가 없다. 

실제로 건전지는 원통모양이든 단추모양이든 모두 gel상태의 황산을 사용하고 있다. 그러면 "고체는 전해질로 사용할 수 없을까? 이미 여러종류의 고체 전해질이 발견되고 있다. 단 전해액을 사용하면 동시에 두 종류 이상의 이온을 운반할 수 있는데 비해 고체 전해질은 한번에 한종류의 이온 밖에는 운반 할 수 없다.

전지에서 고체 전해질의 용도는 크게 2가지로 나눌 수 있다. 하나는 연료전지와 대형 2차전지이고 다른 하나는 전자공학용 초소형 전지이다.
이 중 대형 2차 전지에 사용되는 것에는 현재 새롭게 개발되는 2차 전지 가운데 선두를 달리고 있는 나트륨.황 전지에서 고체 전해질로 쓰이는 안정화 지르코니아와 베타알루미나가 있다.

전해질의 작용원리에 대해 살펴보도록 하자, 전해질은 전지 속의 화학 반응에 어떤 방식으로 관여하고 있을까? 단지 이온을 운반하여 이온 전류를 흘려보내는 것뿐 일까?  아니면 전극의 활물질과 적극적으로 원소를 주고 받으며 화학반응을 일으키는 것일까?

실은 2가지 모두 해당된다.  납전지의 경우는 충전과 방전에 의해 황산의 밀도가 높아지거나 낮아지는 것을 보면 알 수 있듯이  전해액속의 황산이 적극적으로 전극에서 일어나는 반응에 참가한다.반면 니켈 카드뮴 전지에서는 전해액은 이온을 운반
하는 역할만을 하며 전해액속의 수산화칼륨은 전극과 반응하지 않는다.