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산소환원반응 촉매 Fe-N/C 및 Co-N/C 리뷰

전문가 제언: ○ 백금은 지각에 불과 0.003ppb 존재하는, 매우 드문 금속 자원으로 금의 1/30 정도다. 전 세계의 백금 비축량을 올림픽 수영장 풀에 넣는다면, 정확히 사람의 발목을 덮는데 그칠 것이다. 금은 그러한 풀을 3개 정도 채운다. 2005년에 남아프리카는 백금의 최대 산출국으로 전 세계 산출량의 거의 80%를 채굴하였고, 러시아와 캐나다가 그 뒤를 이었다.

○ 순수한 백금은 회백색이고 견고하다. 또한 백금은 내식성이 크다. 6개의 백금족 금속의 촉매 특성은 현저하다. 이 촉매 특성을 이용하여 각종 화학 산업에서 사용되며, 백금 촉매 변환 장치로서 자동차 배기 시스템 및 점화 플러그의 첨단에 사용되고 있다.

○ 그러나 군사기밀에 속하는 일이라 확실하지는 않지만, 아마도 최대 소비처는 군수용일 것이다. 우선 항공기용 슬리브 베어링은 윤활유 공급이 차단된 후, 적열 상태에서도 회전을 보장 받기 위하여 일반용 베어링 합금인 배빗(Sn-Pb 합금), 켈밋(Cu-Pb 합금)을 사용 못하고 백금을 사용하고 있다.

○ 다음으로 큰 소비처는 전기 뇌관용 백금전선일 수도 있다. 어쩌면 수십 년간을 사용하지 않고 화약 속에 저장하여도 성능을 유지할 필요가 있는 각종 군용 폭발물 전선에는 백금 사용이 필수적이다.

○ 그리하여 현재 확인된 백금 매장량으로서는 자동차 공업 수요에도 몇 년 버티지 못할 것이 분명한 터에, 후발 연료전지 분야에서는 백금 촉매에 더 이상 안이하게 기대고 있을 수만은 없게 되었다. 이러한 긴박성은 자동차 업계나 군수업계 그 누구에게도 마찬가지다.

○ Bezerra 등의 백금 촉매 대체용 Fe-N/C 및 Co-N/C 촉매의 개발 노력은 이와 같은 백금 공급 부족 문제를 필히 해결하여야할 처지에 있는 업계의 현실을 잘 반영하고 있다. 국내 자동차 업계에도 Bezerra 등의 백금 촉매 대체 물질 리뷰가 도움이 될 것이다.

저자: Cicero W.B. Bezerra, Lei Zhang, Kunchan Lee, Hansan Liu, Aldalea L.B. Marques, Edmar P. Marques, Haijiang Wang, Jiujun Zhang
자료유형: 학술정보