(9)|미·독선 수소저장 합금연구

새로운 성질을 갖는 각종금속의 개발도 세계의 기업들이 노리는 신기술분야.
철로 대표되던 금속분야에서 그야말로 생각지도 못했던기능을 갖는 새로운 합금들이 계속해서 열굴을 내밀고 있다. 그중에서도 아몰퍼스금속·수중저장합금·형상기억합금·초전도합금등이 대표적인 신재료로 부상하고 있다.
아몰퍼스금속은 70년대에 들어서야 미국얼라이드사에 의해 최초로 제품화됐고,73년에 특허등록을 마쳤다.아몰퍼스란 ???이란 뜻. 즉 고체의 분자구조가 정상적으로 질서정연하게 돼있는 것이 아니라 제멋대로 돼있는 상태를 말한다. 이런 금속은 철·니켈· 코발트등을 원료로한 금속재료에 인·탄소·붕소등과 알루미늄·실리콘을 집어넣어 만든다. 이런 재료들이 고온로에서 용해됐을때 1천분의1초라는 짧은 시간안에 섭씨1천도를 내려주면 분자들이일정한 구조를 갖기전에 그대로 굳어버린다.
이렇게해서 만든 아몰퍼스금속은 평방mm당 3백kg이라는 인장강도를 갖게돼 고강도강판을 앞서는 경도와 스테인리스의 10배나되는 내부식성,
아몰퍼스금속의 용도는 다양하지만 현재 가장 유망한 이용분야는 각종 변압기. 변전소나 건주위에 설치된 변압기의 주요부품은 철심으로 이 철심이 있어야 고전압을 저당압으로 내리든지 저전압을 고전압으로 바꿔줄수 있다.
그러나 지금처럼 강판으로 만드는 철심은 발열하는 성질이 있어 송전시 생기는 전력손실의 30%가 이 철심을통해 무의미하게 없어진다. 아몰퍼스 금속을 철심으로 이용하면 발열에 의한 소모가 3분의1내지 5분의1로 줄어든다. 일본의 경우 송전시 손실되는 전력은 1년에 약1백억kwH로 30억kmH가 변압기에서 없어진다는 계산이다.
만일 모든 변압기를 아몰퍼스 금속으로 바꾼다면 연간 24억∼20억kmH의 전력절약을 가WU와 24만∼30만kwH짜리 발전소 하나를 가동시키는것과같은 효과를 낼수있다.
아몰퍼스금속에서 가장앞서가는 회사는 연산 2만5천t의 생산시설을 갖고있는 미국의 얼라이드사다. 그밖의 미국의 앨러게니, 일본의 신일본 제철·천기제철·일립금속등은 실험실단계에서만 성공했을뿐 아직 생산시설은 없다.
아몰퍼스금속과 함께 장래가 촉망되는 합금은 수소저장금속이다. 이 금속은 장래에너지의 주종을 이룰 수소를 넣어갖고 다니는 용기의 역할을 하게된다.
수소는 기체이기때문에 그대로 연료로 쓰려면 연료통의 부피가 너무 커져 자동차·항공기등 교통기관에 쓸수가 없다. 그래서 단위체적당 발열량이 높도록 농축시켜야 되는데 현재는 두가지 방향에서 연구가 진행되고 있다. 수소의 액화와 금속저장법이 바로 그것이다.
그러나 수소의 액화는 섭씨 영하2백59도까지 냉각시키고 또 그 온도가 유지돼야하므로 여러가지 제약이 따른다. 그래서 생각해낸것이 합금속에다 금속부피의 수천배나되는 많은 양의 수소를 집어넣어 이것을 지금의 휘발유탱크같이 써보자는 계획이다.
철-티탄, 티탄-망간, 마그네슘-니켈등 5∼6종의 합금이 수소저장용으로 연구되고 있다. 종류에 따라 수소의 저장량, 수소를 다시 꺼내쓰는 용역도, 생산코스트등이 달라 어떤것이 최선의 합금이라고 말할수는 없지만 철-티탄합금과 마그네슘-니켈합금등이 생산코스트면에서 유리한 위치를 차지하고 있다.
수소저장합금은 서독의 벤츠사가 이 합금을 사용한 버스를 시험 제작, 운용하고는 있다지만 전체적으로는 아직 연구단계에 있다.
이 합금을 놓고 경쟁을 벌이는 회사는 미국의 MPD를 선두주자로 서독의 벤츠사, 일본의 소화전공·일본중화학공업등이며 값싼수소의 대량생산법개발과 아울러 장래의 에너지 문제를 해결해줄 총아로 각광을 받고 있다. <최?민기자>