타이타늄(티타늄) 스펀지의 사용 : 수소 저장(흡장) 특성

안녕하세요. 대한민국 희소금속 리싸이클링 시장을 주도하고자 노력하는 주식회사 동아특수금속입니다. 오늘은 타이타늄을 첨가하여 합금 시, 통상 타이타늄(티타늄) 스펀지를 사용하는데 이러한 타이타늄 스펀지는 항공, 우주, 전력, 화학플랜트, 해양, 토목, 의료, 복지, 수소 등에서 자주 사용되고 있습니다. 하지만, 오늘은 위 합금소재 중 수소 저장에 특성을 지닌 면을 한번 이야기 해보고자 합니다.

 

타이타늄(티타늄) 스펀지

2001년 한국원자력연구소 이성호 박사님 외 7인의 연구 '티타늄 스폰지를 이용한 수소 흡장 특성(https://www.cheric.org/PDF/AC/AC05/AC05-2-0188.pdf)' 보고서와 2002년 동 연구소 '스폰지형 티타늄 금속의 수소저장 특성(https://www.kns.org/files/pre_paper/23/11%EB%B0%B1%EC%8A%B9%EC%9A%B0.pdf)'에 따르면 티타늄 스펀지는 500℃ 이상에서 수소흡수능 및 저장에 대한 효능이 있다고 발표했습니다.

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이러다보니, 최근 티타늄(Ti)계 수소저장합금에 대한 연구와 그 수요가 늘고 있으며, 최근 모회사에서는 티타늄-지르코늄계 수소저장합금을 개발하여 상용화하고 있다는 얘기도 전해지고 있습니다.

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수소저장합금은 금속은 틈 없는 하나의 물질처럼 보이지만, 확대해서 보면 각각의 금속 원자가 격자 형태를 이루고 있으며 그 사이에는 빈 공간이 존재합니다. 때문에 지구상에 존재하는 원소 중 가장 가벼운 수소는 크기 또한 작아 금속 원자들 사이에 들어가는 것이 가능하다.

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수소의 이와 같은 성징을 이용한 것이 수소저장합금(Metal Hydride)이다. 수소저장합금은 여러 종류의 수소친화력을 갖는 금속 원소와 전이금속 등을 조합한 것으로, 결정격자 사이에 수소를 저장하고 가열이나 감압을 통해 수소를 방출할 수 있다는 것이 큰 특징이다. 또한, 금속 원소를 어떻게 조합하느냐에 따라 다양한 종류의 수소저장합금을 만들어 낼 수 있으며, 수소저장합금의 기술 수준에 따라 부피 대비 에너지 밀도나 수소 흡방출 속도 등으로 결정된다.

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이 외에도 수소저장합금을 이용할 경우, 수소는 상온 상압에서 저장 및 운송이 가능해지므로 안전성이 뛰어나며, 실용성을 높이기 위해 많은 실험이 진행되고 있고 이러한 수소저장합금을 만들기 위해서는 타이타늄(티타늄)계 수소저장합금에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으므로 관련된 연구가 더욱 필요할 것이라고 보고 있습니다.

 

동아특수금속의 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품

때문에 동아특수금속은 이러한 수소에너지 시대에 수소저장합금의 원활한 연구개발을 위하여 타이타늄 스펀지 대체품을 공급하고 있습니다. 당사는 이미 수소저장합금을 생산하는 기업들에 해당 스펀지 대체품을 납품하고 있으며 국내 여러 연구기관 등에도 해당 소재를 납품하여 공급하고 있습니다.

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수소에너지는 향후, 전 세계가 가고자 하는 새로운 에너지 생태계입니다. 때문에 지금 시점부터 해당 기술을 꾸준히 개발하여야만 된다고 생각됩니다. 동아특수금속은 기존 대량으로만 판매하던 타이타늄 스펀지를 연구소들의 연구개발 단계에서 부터 소량 구입하여 사용할 수 있도록 하는 플랫폼을 개발 중에 있으며, 곧 오픈할 예정입니다. 때문에 많은 기업들과 연구기관들의 관심 부탁드리며, 이러한 플랫폼을 통해 대한민국 소재 국산화와 산업 발전을 기원하겠습니다.

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감사합니다.

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동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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