팔라듐

 



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팔라듐괴.
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1. 개요

주기율표 10족에 속하는 백금족 원소로, 1803년 영국의 화학자 윌리엄 H. 울러스턴이 조제백금(粗製白金)으로 백금을 만들다가 발견해 분리한 금속이다. 이름의 유래는 1802년 올버스가 발견한 소행성 팔라스의 이름을 따서 팔라듐(Palladium)이라는 이름을 붙였다.

2. 특성과 용도

팔라듐은 광택이 있는 은백색의 금속으로 전성 및 연성이 풍부하다. 주로 치과 소재로 쓰이며, 은니에는 20% 이상의 팔라듐이 함유되어 있다. 백금과 외관이 비슷하면서도 가격은 1/4~1/3 정도라서 반지 등의 액세서리에도 많이 이용된다. 그러나 과거에나 그랬지 지금은 '''백금보다 세 배 가까이 비싸다.'''[1]
단순히 미관상으로만 우수한 게 아니라 산업적으로도 여기저기 많이 쓰이는데, 백금과 비슷한 촉매작용이 있어서 자동차용 촉매변환기에서 일산화탄소, 미연소 탄화수소를 탄산가스와 물로 변화시키는 산화촉매로 쓰인다. 또 부식과 마모에 강해서 금이나 백금을 쓰는 커넥터나 스위치, 릴레이 등 전기 접점 도금 등이나 전극 등에 비싼 금 대신 싼 팔라듐 합금이 널리 쓰인다.[2] 과거에 반전자식 아날로그 전화교환기의 스위치 역할을 하는 고신뢰성을 필요로 하는 리드 릴레이의 접점으로 쓰였다. 말하자면 비싼 금이나 백금, 은의 공업용 용도의 값싼 대용품 역할을 톡톡히 하고 있다.
그 밖에, 금속 팔라듐은 상온에서 부피의 900배 이상의 수소를 흡수하는 성질을 가지고 있어서 간단히 수소를 저장할 수 있는 수소저장합금에 이용된다. 팔라듐 합금은 불순물을 걸러내고 수소만을 통과시키는 "원자의 체" 역할을 행한다. 이것은 장래에 깨끗한 에너지로서 주목받는 수소 에너지의 활용에 있어서 아주 유효한 저장법이다.
이 수소저장능력 덕분에 상온핵융합의 전극이나 촉매 등 주요 수단으로 쓰이기도 했다. 요즘도 상온핵융합이 성공했다는 뉴스가 들리면 대부분 이 팔라듐이 사용되었다는 얘기가 같이 나온다. 실제로 가장 유명한 상온핵융합 관련 사건이었던 1989년 미국 유타대학의 플라이슈만과 폰즈 사건 때 팔라듐 가격은 어마어마하게 뛰었다.
플루오린과도 2~300도가 넘어가야 반응할 정도로 반응성이 낮은데, 이는 다른 전이금속과는 달리 특이하게도 바깥쪽 궤도에 '''전자 18개가 꽉 차있기 때문'''이다.[3] 만년필 닙에도 팔라듐이 들어간다. 그다지 많이는 아니고, 종이와 닿는 부분만 팔라듐이 아니라 이리듐 합금이 사용된다.

3. 기타

  • 2017년 무려 53%나 가격이 뛰어 금 바로 턱밑까지 가격이 올라갔다. 2017년 12월 22일 기준, 온스[4]당 현물 가격이 금(Au)은 1278달러, 팔라듐(Pd)은 1040달러다. 2017년 금 가격도 11% 나 올라갔지만 팔라듐이 훨씬 더 많이 올라서 가격 차이가 바싹 좁혀진 것이다. # 위에서 설명한 것처럼 팔라듐은 휘발유 자동차의 매연 감축 촉매로 쓰이는데, 유럽에서 매연 감축에 대한 수요가 폭증하면서 이런 일이 벌어졌다. 반대로 디젤 차량의 매연감축 촉매로 쓰이는 백금은 디젤게이트 등으로 디젤 차량 수요가 줄어들면서 연초에 비해 1.5% 오른 온스당 917달러를 기록, 팔라듐보다 더 싸지는 굴욕을 당했다. 원래 팔라듐이 백금의 대체제로 쓰였으나 이제는 백금이 팔라듐의 대체제로 쓰이게 된 것. 2020년 2월 21일 시점에 1g당 원화 환산 가격(환율 1$=1212원) 이 금(Au) 63,000원, 백금(Pt) 38,000원, 팔라듐(Pd) 105,000원이다. 세계 경제 침체 위협속에 수요 감소로, 팔라듐 가격은 2020년 3월 24일 현재 1g당 75,000원까지 하락하였다. 그래도 여전히 백금(Pt) 가격인 28,000원에 비해서는 3배 가까이 비싼 가격을 유지하고 있다. 그럼에도 금 63,600원에 비해서 상대적으로 가격이 많이 하락하였다.
  • 참고로 헛리버 공국에서는 이 금속으로 동전 헛리버 달러를 발행한 적이 있다. 사실 인구가 50명밖에 안되므로 한두 푼만 만들어도 충분히 유통이 가능하다.

4. 창작물에서

  • 풀 메탈 패닉에서는 전투기-전차 크기의 전투 병기인 암 슬레이브에 탑재할 수 있을 정도로 상당히 소형화된 팔라듐 상온핵융합로가 개발되었다. 정숙성/출력 등 모든 면에서 기존의 기관보다 월등하다고 하며 이로 인해서 AS는 완벽한 광학미채가 가능해졌다. 작중에 등장하는 강습 상륙 잠수함 투아하 데 다난 또한 팔라듐 상온핵융합로에서 동력을 얻는데, 연료봉을 가득 채우면 최대 8개월까지 작전 행동이 가능하다고 한다.[5][6]
  • 아이언맨 실사영화 시리즈에서도 아크 리액터를 만들 때 이 물질을 언급한다. 섬과 회사에 하나씩 있는 팔라듐 반응로를 기반으로 소형화했다고. 2편에서는 주인공인 토니 스타크가 팔라듐 중독으로 죽을 위기에 처하여 토니가 만들어낸 새로운 원소인 badassium[7]으로 교체되었다. 실제로 팔라듐은 반응성이 매우 낮기 때문에 원자로에 쓰기에 적합하지 않으며, 중독 증상을 나타내지도 않지만 단순히 생 팔라듐을 기구로 사용하는 것과 달리 핵발전의 연료로 팔라듐을 사용하는 상황은 암을 넘어서 몸 안이 망가져서 훅 가듯이 죽지나 않으면 다행인 문제라 전혀 다른 문제다. 애초에 평범한 몸 안에 핵발전소를 집어넣은 꼴인데 이상이 안 생기면 그게 이상한 것...[8] 일단 토니가 극중에서 보인 증상은 방사능 피폭 증상이 아니긴 하지만, 그렇다고 위험하지 않은 것은 아니다.[9]
  • 매스 이펙트와 매스 이펙트 2에서 획득가능한 자원으로 나왔다. 매스 이펙트에서는 등장할 때는 많고 많은 자원 중 그냥 하나의 자원으로 나왔지만 매스 이펙트 2부터 자원시스템이 4자원체계로 통합되었기 때문에 팔라듐은 사이버네틱, 쉴드, 헤비 피스톨, 아머를 업그레이드하는데 쓰였다.
  • 테라리아에서는 코발트의 대체광물로 등장한다. 하드모드 이후 팔라듐이 뜬다면 제일 먼저 얻을 광물.

[1] 백금 자체가 경기가 안 좋을때 값이 많이 떨어질 뿐더러 팔라듐도 금보다 더 비싸졌다.[2] 하이파이 오디오용 RCA 잭은 대부분 팔라듐 도금이다. 흔하게 보는 이어폰의 3mm 잭도 팔라듐 도금. 고급 기종이 되어야 금이나 백금 도금 잭을 쓴다.[3] 이러한 팔라듐의 최외각 전자배치는 옥텟규칙만으로는 설명이 안되는데, 이를 그나마 간단히 설명하자면(...), '''확장된 옥텟규칙'''이라고 해서 3주기 이상의 원소들은 최외각 전자껍질에 전자를 채울 때 그 이전주기의 원소들과 달리 s(최대 2개수용), p(최대 6개수용) 전자껍질뿐만 아니라 d(최대 10개수용)최외각 전자껍질에 8개이상 채울 수 있어서 화학결합을 할 때도 종종 관측되는 경우이다. ex)DNA의 뼈대를 이루는 인산염에서의 인의 최외각 전자배치(공유결합한 것까지 합치면 총 10개이다.) 고등학교 화학 I 뒷부분에서 잠깐 나온다.[4] =28.35g[5] 다만 현대의 원자력 잠수함은 연료보급없이 30년은 항행할 수 있다.[6] 대신 다난은 출력이 21만 마력으로 잠수함치고는 초월적으로 출력이 높다.[7] 국내에는 개쩌늄으로 번역되었다.[8] 토니는 파편이 심장에 가지 않게 하기 위해 전자석 에너지 공급용으로 붙인 것이지만 일반인이라면...[9] 작중에서의 증상은 아크 리액터를 가동시키는 팔라듐 촉매제의 부산물로 인해서 생긴, 일종의 미나마타병과 유사한 증상이었다.

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