신소재 개발로 수소 정제 기술 혁신 기대… 에너지 비용 및 CO2 배출 저감 효과
고순도 수소 정제에 필수적인 팔라듐 합금 수소 투과막 제품군 확대
추가 설비 필요없고 설비 노후화를 억제하며 에너지 비용 절감에도 이바지
팔라듐 합금 수소 투과막(PdCu39)
산업용 귀금속 전문기업 다나까 귀금속 기술(TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES)은 약 300℃의 저온에서도 작동하는 팔라듐(Pd) 합금 수소 투과막 개발에 성공했다고 발표했다. 이번 신제품은 기존 제품 대비 높은 수소 투과 성능을 유지하면서도 낮은 온도에서 사용할 수 있어, 수소 정제 기술 발전에 기여할 것으로 보인다.
다나까 귀금속 측은 오는 15일부터 제품 샘플 제공을 시작한다. 또한 9월 17일부터 19일까지 홋카이도대학에서 열리는 일본금속학회 '2025년 추계 강연 대회'에서 관련 연구 결과를 발표할 예정이다.
이번에 개발된 수소 투과막은 기존에 가장 높은 수소 투과 성능을 가진 것으로 알려진 PdCu40(팔라듐 60%, 구리 40%)보다 뛰어난 성능을 보인다. 다나까 귀금속은 PdCu계 수소 투과막의 팔라듐 함량에 주목, PdCu39(팔라듐 61%, 구리 39%)가 최대 성능을 발휘한다는 사실을 규명했다.
기존에는 PdCu39의 높은 수소 투과 능력은 알려지지 않았다. 이는 bcc(체심입방격자) 상에 fcc(면심입방격자) 상이 조금이라도 섞이면 수소 투과 성능이 크게 저하되는데, 완전한 bcc 상을 구현하기 어렵다고 여겨졌기 때문이다. 하지만 다나까 귀금속은 오랜 연구와 독자적인 열처리 기술을 통해 '완전한 bcc 상'을 구현하는 데 성공, 이번 제품 상용화를 이끌어냈다.
현재 고순도 수소 정제는 메탄올 수용액에서 생성된 수소를 400℃ 이상에서 작동하는 수소 투과막을 통해 정제하는 방식이 일반적이다. 이로 인해 메탄올 수용액의 수소 생성 온도(약 300℃)와 투과막의 작동 온도 차이를 극복하기 위한 추가 가열 설비가 필요했고, 이는 비용 증가와 설비 산화 등 여러 문제를 야기했다.
하지만 다나까 귀금속의 신제품은 약 300℃의 저온에서 효과적으로 수소를 정제할 수 있어 추가 가열 설비가 필요 없다. 이는 설비 소형화와 더불어 전력 소비 및 CO2 배출량 감소로 이어져 에너지 비용 절감에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
uapple
기자
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