도쿄, 일본--(뉴스와이어)--산업용 귀금속 사업을 전개하는 TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES(본사: 도쿄도 주오구, 대표이사 사장: 다나까 코이치로)는 약 300℃의 저온 영역에서도 사용 가능한 팔라듐(Pd) 합금 수소 투과막의 개발에 성공했다고 밝혔다.

이 제품은 기존 제품에 비해 높은 수소 투과 성능을 유지하면서 사용 온도가 낮은 것이 특징으로, 샘플 제공은 오는 15일(월)부터 시작된다.

TANAKA는 9월 17일(수)부터 19일(금)까지 홋카이도대학에서 열리는 일본금속학회 ‘2025년 추계(제177회) 강연 대회’에서 이 제품 관련 연구 결과를 발표할 예정이다.

PdCu계 합금막 중에서 PdCu40(팔라듐 함량 60%, 구리 함량 40%인 합금)은 가장 높은 수소 투과 성능을 가지고 있다고 알려져 있다. 그러나 PdCu40으로 수소를 정제하기 위해서는 400℃ 전후의 고온에서 운용해야 한다. 다나까귀금속은 PdCu계 수소 투과막의 팔라듐 함량에 주목해 PdCu39(팔라듐 함량 61%, 구리 함량 39%인 합금)로 PdCu계 수소 투과막의 최대 성능을 끌어내는 데 성공했다.

현재까지 PdCu39의 높은 수소 투과 능력은 알려지지 않았다. 이는 fcc 상[1]이 조금이라도 섞이면 수소 투과 성능이 크게 떨어지기 때문에 상을 완전히 bcc 상[2]으로 만드는 것이 어렵다고 여겨졌기 때문이다. 그러나 다나까 귀금속은 장기간의 소재 연구 개발을 통해 축적된 기술로 확립한 독자적인 열처리 방법을 적용해 완전한 bcc 상을 구현에 성공했고, 이번 제품화를 실현했다.

최근 수소 정제 관련 기술의 발전으로 인해, 기존보다 낮은 온도에서 반응하는 수소 투과 금속막의 수요가 점차 증가하고 있다. 고순도 수소를 정제하기 위해서는 메탄올 수용액에서 생성된 수소가스를 수소 투과막이 내장된 모듈에서 정제하는 방법이 일반적이다. 그러나 메탄올 수용액에서 수소를 생성할 때의 온도가 약 300℃인 반면, 수소 투과막은 400℃ 이상에서 성능을 발휘하기 때문에 추가 가열 설비가 필요해 비용 증가 원인의 하나로 지목돼 왔다. 또한 가열로 인한 불순물 가스 발생도 문제로 지적돼 왔다.

이 제품은 약 300℃ 저온에서 수소를 정제할 수 있기 때문에 추가 가열 설비가 필요 없으며, 기존보다 설비 산화를 억제할 수 있다. 또한 전력 소비와 CO2 배출 등 에너지 비용 절감에도 이바지할 것으로 기대된다.

제품 특징

· 약 300℃의 저온에서 효과 발휘

· 완전한 bcc 상 구현으로 높은 수소 투과 성능 보유

· 핀홀이 없는 막

· 추가 가열 설비 불필요, 가열 공정에서 설비 산화 저감

· 다른 기술에 비해 수소정제설비 소형화 가능

[1] fcc 상: 면심입방격자 구조(face centered cubic)를 가진 금속상

[2] bcc 상: 체심입방격자 구조(body centered cubic)를 가진 금속상

TANAKA 소개

TANAKA 1885년 창업 이래 귀금속을 중심으로 한 사업 영역에서 폭넓은 활동을 전개해 왔다. 일본에서는 최고의 귀금속 취급량을 자랑하며, 오랜 기간에 걸쳐 산업용 귀금속 제품의 제조·판매 및 자산용이나 보석품으로서의 귀금속 상품을 제공하고 있다. 귀금속 분야에 종사하는 전문가 집단으로서 일본 내외의 그룹 각 사가 제조, 판매, 그리고 기술 개발에 연계 및 협력해 제품과 서비스를 제공하고 있다. 2024년(2024년 12월 말 결산) 연결 매출액은 8469억엔을 기록했고 5591명의 직원을 두고 있다.