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●처음 읽는 2차 전지 이야기

오늘도 바쁘게 돌아가는 과학동아 편집실. 과연 기자와 디자이너들은 몇 개의 배터리(전지)를 사용하고 있는지 한 번 세어봤습니다. 기본적으로 각자 스마트폰과 노트북을 가지고 있고, 집중하기 위해 무선 이어폰을 낀 사람도 있습니다. 모두 충전해서 쓰는 2차전지로 작동되죠. 쾌적한 환경을 위해 항상 틀어두는 에어컨과 공기청정기 리모컨에는 건전지가 들어있습니다.

총 78개의 배터리가 나왔습니다. 편집실 인원은 아홉 명인데, 어마어마한 숫자입니다. 한 번 쓰고 버리는 건전지부터 여러 번 재사용이 가능한 2차전지까지 종류도 다양하죠. 만약 지금 당장 배터리가 없다면 어떤 일이 벌어질까요. 당장 과학동아 11월호가 나오지 못합니다. 종이로 인쇄되는 잡지도 모든 작업은 컴퓨터로 하기 때문입니다. 요즘 화제인 ‘오징어 게임’도 못 보고, BTS ‘덕질’도 모두 멈출 수밖에 없습니다. 지난 과학동아 정도를 볼 수 있겠네요. 이렇게 배터리는 우리 삶에서 빼놓을 수 없는 존재입니다.

가장 널리 쓰이는 것은 단연 리튬이온전지입니다. 스마트폰이나 태블릿 등 휴대용 전자기기에 활용됩니다. 2019년에는 리튬이온전지를 개발한 세 명의 연구자가 노벨 화학상을 수상하기도 했습니다. 최근에 급성장 중인 전기차에도 리튬이온전지가 쓰여 반도체를 이을 미래 먹거리로 평가받고 있습니다.

하지만 리튬이온전지가 우리의 삶에 뿌리를 내리기까지 과정이 쉽지는 않았습니다. 잊을 만하면 터지는 폭발 사고가 문제였습니다. 1990년대 일본 소니는 가장 먼저 리튬이온전지를 제품화했지만 2006년 발화사고로 1000만 대를 리콜했고, 결국 2016년 전지사업 전체를 매각했습니다. 2016년에는 삼성전자가 갤럭시 노트7을 전량 회수하기도 했습니다.

왜 자꾸 이런 일이 반복되는 걸까요. 리튬이온전지의 원리에 답이 숨어 있습니다. 효율을 극대화하기 위해 높은 전압을 가진 리튬이온전지는 힘이 센 만큼 반응성이 큰 재료를 써 폭발할 위험이 있습니다. 최근에는 리튬이온전지의 안전성을 높일 방안으로 전고체 등 차세대 전지가 거론되고 있죠. 다만 화학에 대한 배경지식이 없다면 원리를 이해하기는 쉽지 않습니다.

오늘 소개할 ‘처음 읽는 2차전지 이야기’는 배터리 초보자를 위해 준비했습니다. 배터리에 대한 지식이 전무해도, 리튬이나 카드뮴 등 화학식이 두려워도 어렵지 않게 읽을 수 있습니다. 배터리의 역사부터 원리, 활용 방법까지 배터리에 관한 모든 것을 총망라했습니다.

기후변화 시대를 맞아 배터리는 날개를 달았습니다. 전 세계가 지구온난화의 주범인 탄소 배출을 줄이기 위해 허리띠를 졸라매는 가운데, 재생에너지를 저장하는 에너지저장장치(ESS)와 전기차 분야에서도 배터리가 활약하고 있습니다. 이 책에서 배터리가 가진 미래 전망을 확인할 수 있습니

●우리는 아직도 뇌를 잘 모른다

갈레노스는 살아있는 동물의 몸을 가른 뒤 반대파에게 이 동물의 심장을 움켜쥐고 더 이상 뛰지 않게 해보라고 시켰다. 동물은 심장이 멈춘 뒤에도 계속해서 가냘픈 울음소리를 흘렸다. 하지만 갈레노스가 동물의 두개골을 열고 사람들에게 뇌를 누르도록 하자 곧바로 울음소리가 멎고 무의식의 상태로 빠져들었다. 뇌를 누르던 힘을 풀자 실험동물은 의식을 되찾았다.

서기 129년 그리스의 의사 겸 철학자인 갈레노스의 해부학 실험을 통해 생각의 근원이 뇌라는 사실이 처음 드러났다(우리가 상식으로 알고 있는 생물학 지식의 많은 부분은 오래전 비윤리적인 실험을 통해 밝혀졌다). 그간 뇌는 수많은 과학자와 철학자의 호기심을 자극하는 존재였다.

18세기에는 동물과 인체에 전류를 흘려보내는 실험으로 전기신호가 뇌 기능에 핵심적인 역할을 한다는 사실을 발견했고, 19세기에 와서는 뇌의 구조가 인간의 성격과 관련돼 있다는 것을 알게 됐다. 뉴런의 존재도 이때 밝혀졌다.

20세기 후반에 들어서는 오늘날 우리가 아는 뇌 과학의 기틀이 마련됐다. 연구자들은 뇌 활동을 통제할 수 있게 됐고, 대규모 컴퓨터 시뮬레이션으로 수백만 개의 뉴런을 추적했다. 이제 우리는 뇌 안에서 어떤 일이 벌어지는지 뉴런 하나하나까지 들여다 보는 세상 속에 살고 있다.

영국 맨체스터대 생명과학과 교수이자 동물학자인 매튜 코브가 선사시대부터 현재에 이르는 기간 동안 뇌 과학이 발전한 방대한 역사를 한 권에 담았다. 기억과 의식의 본질까지 다루기 시작한 현재의 뇌 과학과, 커넥톰(뇌연결망지도)을 비롯해 앞으로 뇌 연구가 직면한 문제도 살펴본다. 뇌는 지금까지 세상에 알려진 모든 물체 가운데 가장 복잡한 존재다. 두툼한 책의 마지막 장에 닿으면 깨닫게 될 것이다. 여전히 우리는 뇌에 관해 밝혀야 할 게 많다는 사실을.