일상에서 가장 많이 쓰는 알칼리 건전지 내부에서 아연 분말이 전해질인 수산화칼륨과 반응하여 전자를 내놓는 산화 반응과, 이 전자가 외부 회로를 거쳐 에너지를 전달하는 원리는 무엇인가요?

Question

이충흔 · Accepted Answer

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.알칼리 건전지의 핵심은 아연과 이산화망가니즈 사이에서 일어나는 산화 환원 반응입니다. 건전지 내부의 마이너스극에는 아연 분말이 채워져 있으며, 이 아연은 전해질인 수산화칼륨 속에 포함된 수산화 이온과 반응합니다. 이 과정에서 아연 원자는 전자를 내놓으며 산화아연으로 변하는데, 이것이 전기에너지를 만드는 시작점인 산화 반응입니다.생성된 전자는 건전지 내부를 직접 통과하지 못하고 도선을 따라 외부 회로로 빠져나갑니다. 전자는 이 통로를 지나며 연결된 전자기기에 에너지를 공급하게 됩니다. 전하의 흐름인 전류가 발생하는 순간입니다. 일을 마친 전자는 플러스극으로 이동하여 대기 중인 이산화망가니즈, 물과 만납니다. 여기서 이산화망가니즈가 전자를 받아들여 산화망가니즈와 수산화 이온으로 변하는 환원 반응이 일어납니다.수산화칼륨 전해질은 이 모든 과정이 원활하게 지속되도록 돕습니다. 내부에서 이온들이 자유롭게 이동하게 함으로써 양극과 음극의 전하 균형을 맞춰주는 역할을 합니다. 아연이 전자를 내놓으려는 성질과 이산화망가니즈가 전자를 당기려는 성질의 차이가 전압을 형성하고, 이 힘에 의해 전자가 계속 흐르며 우리는 안정적인 전력을 얻게 됩니다. 이처럼 아연의 산화와 이산화망가니즈의 환원이라는 화학적 흐름이 도선을 타고 우리 생활에 필요한 전기에너지로 변환되는 것입니다.