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수소경제에서 팔라듐(Pd)의 역할

전문가 제언: ○ 본 논문은 수소의 저장, 정제, 탐지, 그리고 연료전지 촉매 분야에 팔라듐(Pd)이 응용된 연구 사례들을 분석하였고 앞으로 Pd을 기반으로 한 재료의 실용화를 위해 달성하여야 할 연구목표들을 제시하였다.

○ Pd은 가격이 고가이고 수소취성(hydrogen embrittlement)을 갖기 때문에 본 논문에서 언급하였듯이 나노크기로 가공하거나 다른 금속과의 합금이나 복합재(composite) 형태로 응용되는 것이 바람직하나, 이러한 재료들의 수소흡수 특성 뿐 아니라 제조방법과 물리화학적 특성에 대하여도 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

○ 국내의 유사 연구사례로는 Pd이 담지된 다공성(porous) 탄소재료를 수소저장에 응용한 연구, Ti-Pd 합금, Pd 나노선(nanowire), Pd 나노입자를 처리한 탄소나노튜브를 수소 탐지센서에 응용한 연구, Pd-Cu와 Pd-Cu-Ni 합금을 처리한 다공성 분리막(membrane)을 수소정제에 응용한 연구 등이 있다.

○ 그러나 최근에는 Pd을 기반으로 한 재료의 한계를 극복하기 위해, 마그네슘(Mg) 나노 복합재, ammonia borane(NH3BH3), 액체 유기 수소화물(liquid organic hydrides), 산화 그래핀(graphene oxide) 등과 같이 Pd이 포함되지 않은 재료들을 수소저장에 응용하기 위한 연구들이 관심을 끌고 있다.

○ 국내에서는 2003년 10월에 출범한 한국에너지기술 연구원의 “고효율 수소에너지 제조, 저장, 이용 기술개발 사업단”을 중심으로 관련 핵심기술들에 대한 연구개발이 진행 중이며, 수소저장 물질로는 금속수소화물과 화학수소화물 그리고 나노재료가 주요 연구대상이 되고 있다.

○ 현재까지 개발된 수소저장 물질들은 수소저장 용량(capacity), 수소의 저장과 방출이 반복되는 순환수명(cycle life), 내후성 등에서 수요자의 요구를 만족시키지 못하고 있는 실정이지만, 수소에너지의 안전하고 편리한 이용을 위해서 이들에 대한 연구개발 노력은 지속되어야 한다.

저자: Brian D. Adams and Aicheng Chen
자료유형: 학술정보