되베라이너의 램프
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1. 개요
되베라이너의 램프는 1823년 요한 볼프강 되베라이너가 발명한 라이터의 일종이다. 수소 기체와 백금 촉매를 이용해 불꽃을 만들어내는 방식으로 작동하며, 19세기 초 화학 기술 발전에 기여했다. 당시 휴대용 점화 장치로 널리 사용되었으며, 한국에서도 과학 기술 발전의 상징으로 여겨졌다.
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기구는 주변 대기보다 가벼운 기체를 이용해 부력을 얻어 하늘을 나는 비행체로, 무인 열기구에서 시작하여 유인 열기구 시대를 거쳐 쇠퇴 후 레저 스포츠로 부활했으며, 현재는 기상 관측, 광고, 과학 연구 등 다양한 분야에서 활용되고 있고, 열기구, 가스 기구, 로지에 기구 등이 있다.
| 되베라이너의 램프 | |
|---|---|
| 되베라이너 램프 | |
 | |
| 발명 | 1823년 |
| 발명가 | 요한 볼프강 되베라이너 |
| 다른 이름 | 푀이어초이그 (Feuerzeug, 독일어) |
| 종류 | 라이터 |
| 작동 원리 | |
| 원리 | 촉매 작용을 이용한 수소 점화 |
| 구성 요소 | 아연 묽은 황산 백금 해면 |
| 작동 방식 | 묽은 황산에 아연을 담근다. 아연과 황산의 반응으로 수소 기체가 발생한다. 수소 기체를 노즐을 통해 백금 해면에 분사한다. 백금 해면의 촉매 작용으로 수소가 점화되어 불이 붙는다. |
| 특징 | |
| 장점 | 당시에는 혁신적인 발명품이었음 |
| 단점 | 폭발 위험이 있었음 황산 보충 필요 |
| 역사 | |
| 발명 시기 | 1823년 |
| 대중화 시기 | 1820년대 |
| 단종 시기 | 19세기 후반, 성냥의 발달로 인해 |
2. 작동 원리
되베라이너의 램프는 아연 조각과 묽은 황산의 반응으로 생성된 수소 기체를 이용한다. 이 반응을 통해 생성된 수소 기체는 노즐을 통해 분출되고, 백금 촉매와 만나 발화한다.[1] 반응식은 다음과 같다.
요한 볼프강 되베라이너는 19세기 초 독일의 화학자로, 백금 촉매 반응을 연구하던 중 수소 기체를 이용한 발화 장치를 고안했다.[1] 이전까지 불을 피우기 위해서는 부싯돌과 부시, 또는 화융(불쏘시개) 등을 사용해야 했기 때문에 번거롭고 시간이 많이 걸렸다. 되베라이너는 이러한 불편함을 해결하고자 새로운 발화 장치를 개발했다.
:Zn + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2 ↑
장치 중앙의 아연 조각은 묽은 황산과 반응하여 수소 기체를 생성한다. 이 수소 기체는 상단의 노즐을 통해 빠져나간다. 사용자가 밸브를 열면 수소 기체가 백금 스펀지에 닿아 점화된다. 백금은 촉매 역할을 하여 수소와 산소의 반응을 촉진시켜, 수소 기체가 실온에서도 쉽게 불이 붙도록 돕는다.[2] 백금 촉매는 수소와 산소의 반응을 활성화시켜 물을 생성하며, 이 과정에서 열이 발생하여 불꽃이 생긴다.
:2H2 + O2 → 2H2O
점화 후에는 밸브를 닫아 수소 공급을 차단하여 불을 끌 수 있다.
3. 역사
되베라이너의 연구 과정은 하위 문단에서 자세히 다룬다.
3. 1. 되베라이너의 연구
요한 볼프강 되베라이너는 라이터 발명과 관련된 화학 연구를 진행하였다. 1998년 7-8월, 미국의 과학 저널 ''American Scientist''는 되베라이너의 라이터를 화학 분야의 중요한 발명품 중 하나로 평가했다. 1999년 ''Platinum Metals Review''에 George B. Kauffman이 게재한 논문에서도 되베라이너의 업적이 상세히 설명되어 있다.[1]
3. 2. 발명과 영향
요한 볼프강 되베라이너가 1823년에 발명한 되베라이너의 램프는 최초로 상업적 성공을 거둔 라이터였다.[1] 1828년까지 생산된 이 램프는 백만 개 이상 판매된 것으로 알려져 있다.[2]
되베라이너의 램프는 발명 직후 "마법의 상자"로 불리며 큰 인기를 얻었다. 이는 불을 쉽게 얻을 수 있게 해주는 혁신적인 장치였기 때문이다. 이 램프는 성냥이 발명되기 전까지 불을 피우는 방식을 크게 변화시켰다.
그러나 1827년 영국의 화학자 존 워커가 마찰성냥을 발명하면서 상황이 달라졌다. 마찰성냥은 되베라이너의 램프보다 훨씬 저렴하고 사용하기 쉬웠으며, 냄새도 덜 났다. 성냥이 빠르게 대중화되면서 되베라이너 램프의 인기는 점차 감소했다.
그럼에도 불구하고 되베라이너의 램프는 초기 라이터의 대표적인 사례로 역사에 남았으며, 화학 및 기술 발전에 중요한 역할을 했다.
4. 되베라이너 라이터와 한국
되베라이너의 램프가 한국에 소개된 기록은 현재까지 명확하게 확인되지 않고 있다. 다만, 한국의 근대화 과정에서 서구 과학 기술이 유입되면서 되베라이너의 램프와 같은 발명품도 함께 들어왔을 것으로 추정된다.
참조
[1]
서적
Einführung in die Heterogene Katalyse
Springer Berlin Heidelberg
2015
[2]
서적
The RSC Faraday prize lecture of 1989.
2017
[3]
서적
Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis
https://books.google[...]
John Wiley & Sons
2015-02-09
[4]
서적
Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis
https://books.google[...]
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