전기공사기사 전기분해의 응용 — 전해 공업·전기침투와 축전지 특성

전해 공업은 전류가 흘러야 반응이 일어나므로 전원 조건이 독특하다. 전해조 하나에 걸리는 전압은 수 볼트 수준으로 낮지만, 이온 반응을 일으키려면 수천 암페어급의 큰 전류가 필요하다. 그래서 직류전원에는 저전압·대전류, 일정 전류의 연속 운전, 높은 효율, 전압 조정 능력이 요구된다. "고전압·저전류"는 전해 공업의 요구 사항이 아니다.

물의 전기분해에서는 순수한 물의 낮은 도전율을 보완한다. 수산화나트륨(NaOH)을 20% 정도 첨가하면 Na+와 OH- 이온이 늘어 도전율이 높아지고 전류가 원활히 흐른다. 첨가의 목적은 전극 보호나 발열 감소가 아니라 이온 공급을 통한 도전율 향상이다.

전해로 제조하는 대표 물질은 알루미늄이다. 알루미나를 녹인 융융염을 전기분해하는 홀-에루 법으로 만든다. 카바이드는 전기로, 암모니아는 화학 합성, 철은 고로 환원 제련으로 만들므로 전해 제조와 구분한다.

축전지는 전해액으로 종류를 가른다. 알칼리 축전지의 전해액은 KOH 수용액이고, 납축전지는 묽은 황산(H2SO4)을 쓴다. PbO2와 NiOOH는 전해액이 아니라 극판 활물질이므로 섞어 놓은 선지를 소거한다. 방전율은 시간의 뜻으로, 10시간 방전율이면 일정한 전류로 방전해 방전 종지 전압에 도달할 때까지 10시간이 걸린다는 의미다.

이온화 경향은 금속이 이온으로 녹아나려는 성질의 세기다. 순서는 K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > (H) > Cu > Hg > Ag > Au이며, 이 가운데 가장 큰 금속은 칼륨(K)이다. 경향이 클수록 부식되기 쉽다.

전기화학 현상을 이용한 가공도 있다. 전기침투는 전계를 걸면 모세관 속 액체가 이동하는 현상으로, 전해 콘덴서의 전해액 처리와 재생고무 응고 등에 응용한다. 전기영동은 액체가 아니라 콜로이드 입자가 이동하는 현상이므로 구분한다. 전주는 전기도금으로 원형 위에 금속을 두껍게 쌓은 뒤 떼어 내 원형과 같은 복제품을 만드는 방법으로, 공예품 복제와 인쇄용 원판에 쓰인다.