영화 <아이언맨> 시리즈에서 토니 스타크는 심장으로 가는 수류탄 파편을 막기 위해 ‘아크 원자로’를 개발했습니다. 하지만 이 원자로는 단순히 토니의 생명을 지켜주는 장치가 아니었어요.

그가 개발한 아이언맨 슈트에 하늘을 날아다니거나 엄청난 괴력을 발휘하고, 에너지빔을 쏘는 놀라운 힘을 공급하는 에너지원이었죠. 

아크 원자로는 한 마디로 원자력 발전소처럼 원자력을 이용해 엄청난 전력을 생산하는 장치입니다. 그러니까 아이언맨은 가슴 한가운데 핵융합 장치를 달고 다니는 것이죠. 이때 토니가 핵융합 촉매제로 이용한 것이 바로 ‘팔라듐(palladium)’입니다.

‘팔라듐’ 그것이 궁금하다!

그렇다면 팔라듐이란 어떤 물질일까요? 팔라듐은 주로 러시아와 남아프리카에서 나는 금속으로, 1803년 영국의 화학자 윌리엄 하이든 울러스턴은 백금 광석을 강한 산에 녹이는 실험을 하다가 팔라듐을 발견했습니다.

팔라듐은 주기율표에서 10족 5주기에 속하는 백금족원소로 은백색을 띠고 있습니다. 또 압력을 가하면 얇게 펴지는 성질 ‘전성’과 물리적인 압력을 가해도 부서지지 않고 늘어나는 ‘연성’을 가지고 있습니다. 그리고 거의 모든 금속과 잘 어울릴 수 있죠.

백금보다 가격이 저렴하고 가볍고 단단한 성질을 가진 팔라듐은 산업에서도 많이 활용되고 있어요. 전기접점, 고급 외과 수술용 기구, 열 계측기, 베어링, 치과 재료, 장식용 귀금속 등에 주로 쓰이고 있지요. 한때는 결혼반지에 들어갈 정도로 보석으로 사용되기도 했습니다.

최근에는 수소를 잘 흡수하고, 산소를 제거하는 '환원 작용'이 강한 팔라듐의 특성 때문에 자동차의 배기가스를 줄여주는 촉매로 널리 사용되고 있습니다.

팔라듐으로 정말 ‘아크 원자로’ 만들 수 있을까?

지금 원자력 발전소에서 사용하는 원자로의 크기는 커다란 빌딩 한 채와 맞먹습니다. 그런데 토니는 손바닥만 한 원자로로 엄청나게 커다란 스타크타워 빌딩을 1년간 전력 걱정 없이 지낼 수 있습니다.

그렇다면 정말 팔라듐으로 ‘아크 원자로’를 만들 수 있을까요? 아쉽게도 영화 <아이언맨>의 아크 원자로는 그저 영화적인 상상일 뿐, 현재로는 불가능하다고 합니다.

특히 팔라듐은 금이나 백금처럼 장신구에도 많이 사용되는 안정적인 원소이기 때문에 핵융합 원료로 사용하기 어렵지요. 하지만 팔라듐은 어떤 원소보다도 많은 양의 수소를 저장할 수 있다는 장점 때문에 영화에서는 팔라듐을 핵융합 촉매제로 선택한 것으로 보입니다.

팔라듐이 ‘금’보다 비싸다고?!

그런데 백금보다 저렴했던 팔라듐이 최근 어마어마한 몸값을 자랑하며 금보다 더 ‘핫’한 금속으로 떠올랐습니다. 팔라듐의 가격은 2019년 1월 기준, 5개월 사이에 50% 넘게 급등하면서 금값을 넘어섰습니다. 

팔라듐의 가격이 이렇게 치솟는 이유는 바로 ‘환경오염’ 때문인데요. 팔라듐이 주목을 받기 시작한 것은 1940년대 미국 로스앤젤레스에서 자동차 배기가스로 인한 대기오염으로 황갈색 스모그가 나타난 ‘로스앤젤레스 스모그 사건’이었습니다.

사람들은 연료에서 방출되는 유독가스 양을 줄이기 위해 팔라듐을 촉매제로 사용하기 시작했습니다. 현재 채굴되는 팔라듐은 80% 정도가 가솔린 자동차 엔진의 배기가스 유해성분을 걸러내는 매연 감축 촉매로 사용됩니다.

그러다가 2015년, 독일의 자동차회사 폭스바겐에서 디젤 자동차의 배기가스를 조작하는 사건이 발생했습니다. 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스가 기준치의 40배나 발생하는데, 미국의 환경보호청 기준을 통과하기 위해 테스트를 할 때만 저감장치를 작동시키도 록 프로그래밍했다는 것이죠.

그 결과 환경오염을 시키지 않는 ‘클린디젤’에 대한 실망이 커지면서 가솔린 자동차에 사용되는 팔라듐의 가격은 꾸준한 상승세를 보였습니다.

최근에 중국 정부가 스모그와의 전쟁을 선포하며 올해 들어 팔라듐 가격이 9% 가까이 급등했습니다.

또 팔라듐은 수소를 잘 흡수하고 통과시키는 성질이 있어 미래 에너지로 주목받는 수소에너지 시대가 오면 그 몸값이 더욱 치솟을 것이라는 전망도 제시되고 있습니다. 일부 전문가들은 팔라듐이 세상에서 가장 비싼 금속 반열에 오를 것으로 예측하기도 했죠.

게다가 팔라듐은 니켈, 구리, 백금 등을 채굴-제련하는 과정에서 부산물로 생산되기 때문에 공급이 부족해 희소성이 큰 금속이라, 최근 영국과 미국에서는 팔라듐이 사용되는 자동차 배기가스 정화장치를 훔치는 절도범이 기승을 부리기도 합니다.

과연 앞으로도 팔라듐의 가격은 고공행진 할까요, 아니면 금에게 다시 자리를 빼앗기게 될까요? 미래 ‘금속의 제왕’ 자리는 누가 차지하게 될지 흥미진진한 금속의 경쟁을 함께 지켜보도록 합시다!

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*사진 설명: 아이언맨 [사진 출처=유튜브]
*에듀진 기사 원문: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=31366