팔라듐(Palladium)

팔라듐(Palladium)

원자번호 46인 백금족의 금속으로 지각에 가장 희귀한 원소 중의 하나인 팔라듐에 대해 알아보겠습니다.

 

팔라듐(Palladium)의 발견

1803년 영국의 화학자 울러스턴이 백금을 만들다가 발견한 금속입니다. 울러스틴은 먼저 왕수에 녹인 백금이 들어 있는 광석에 수산화 소듐을 가해 중화시켰습니다. 그다음 염화암모늄을 넣어 염화 백금산 암모늄으로 침전시킨 후, 아연과 치환 반응을 시켜 나머지 액체들을 침전시키고 분리된 팔라듐을 왕수에 녹였습니다. 마지막으로 여기에 시안화 수은을 넣어 신안화 팔라듐을 생성시킨 뒤 이를 가열하여 팔라듐 금속이 최초로 생성되었습니다. 이 신물질에는 1802년 올버스가 발견한 소행성 팔라스의 이름을 따서 팔라듐(Palladium)이라고 이름이 붙게 되었습니다. 자연계에서는 통상 금이나 백금 등과의 합금 형태로 발견되거나 풍화 작용으로 만들어진 표사 광상(Placer Deposit)에서 일종의 사백금 형태로 발견됩니다.

 

팔라듐(Palladium)의 특성

팔라듐은 6가지 천연 동위원소와 질량수 91-123의 123가지 방사성 동위원소가 알려져 있습니다. 이 중 107Pd가 반감기 650만년으로 가장 안정적입니다. 팔라듐은 백금족의 금속답게 광택이 있는 은백색의 금속으로 전성 및 연성이 좋습니다. 이에 치과 소재로 많이 쓰이며, 백금과 비슷하여 반지 등의 액세서리 제작에도 많이 사용됩니다. 과거에는 백금보다 저렴하였으나 요즘은 백금보다 세 배 가까이 가격이 높습니다. 팔라듐은 전기 도금액, 잉크에도 쓰이며 일산화 탄소의 검출 등에도 사용됩니다. 상온에서 덩어리 형태로 공기 중에서도 안정하게 유지됩니다만 가루 상태에서는 발화할 수 있습니다. 산에는 잘 녹지 않으나 고온의 산과 왕수에는 용해됩니다.

 

팔라듐(Palladium)의 산업적 용도

과거에는 금보다 저렴하여 금과 합금하여 악세사리에 주로 사용되었지만 점차 산업적인 용도가 개발되면서 최근에는 많은 부분에 활용됩니다. 단단하고 마모에 강하여 항공기의 점화 플러그 전극이나 수술 도구, 강한 힘을 받는 베어링, 시계 톱니바퀴 등에도 사용됩니다. 또한 수소 연료전지의 경우 연료가 되는 수소를 효율적으로 저장하고 생성하기 위해 팔라듐이 사용됩니다. 팔라듐 수소 전극은 수소 연료전지의 핵심 요소이며 팔라듐 박막은 수소 기체는 통과시키지만 다른 기체는 불투과시켜 고순도의 수소 생산에 필수적입니다. 또한 팔라듐은 금, 은, 구리, 아연과 합금 시 생체 적합성이 좋고 부식되지 않으므로 충치 크라운, 브리지 등 치과 보철에 많이 사용됩니다.

 

팔라듐(Palladium) 수요 전망

위의 용도 외에 팔라듐은 자동차 촉매 변환 장치에도 사용되는데 최근 자동차의 환경 규제가 강화되면서 팔라듐의 수요 또한 늘어나고 있습니다.유럽, 인도, 중국 등 질소산화물 배출량을 제한하는 움직임이 강화되고 있습니다. 이처럼 배기가스에 대한 규정이 강해지면 팔라듐의 수요는 더욱 높아질 것으로 전망됩니다.
또한 세계 경제가 불안정하게 되면 금의 가격이 상승하는데요. 팔라듐 역시 인플레이션 회피나 안전자산의 하나로 관심을 받을 것으로 기대되고 있습니다.