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 ？ 105
6. 전기자동차용 리튬이온전지 ？ 114
7. 염료감응 태양전지: 광전기화학형 태양전지 ？ 126
8. 창문에서 전기를 생산하는 염료감응 태양전지 모듈 ？ 134
9. 똑똑한 유리창: 스마트 윈도 ？ 139
10. 수소로 전기를 생산하는 연료전지 ？ 145
11. 수소와 산소를 생산할 수 있는 광전기화학전지 ？ 155
12. 에너지 밀도가 월등히 높은 금속공기전지 ？ 160
13. 대규모 전력 저장을 가능케 하는 레독스흐름전지 ？ 167
14. 출력 특성이 좋은 슈퍼 캐퍼시터 ？ 175
마치며 ？ 181
후기 ？ 187
부록 | 이공계 전공 학생을 위한 기본 개념
1. 전도체의 일함수 ？ 192
2. 산화환원반응과 산화제, 환원제 ？ 196
3. 표준수소전극과 기준전극 ？ 199
4. 산과 염기 ？ 202
5. 전기와 자기 및 유도전류 ？ 206
6. 반도체 물질의 밴드이론 ？ 211
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 effect라고도 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 전화기이다. 이외에도 햇빛의 강도에 따라 색이 변해 투과율을 조절할 수 있는 전기변색 소자, 물을 분해하여 수소를 생산하는 수
