특별기고

백금의 바닥 상태 전자 배치도
백금의 바닥 상태 전자 배치도

친환경 화두는 전기자동차를 등장시켰고 최근 수소경제의 심장으로 불리는 연료전지(Fuel cell)’까지 등장하게 했다. 연료전지에서는 수소와 산소가 사용된다. 산소는 공기 중에서 공급받고 수소는 별도로 충전을 한다. 수소와 산소가 전자를 교환하며 물로 바뀔 때 생기는 전기를 이용한다.

화학반응은 원자 몇 개로 반응하는 것이 아니다. 수소는 분자(H2) 상태이고 산소도 마찬가지로 분자(O2) 상태이다. 전극에서 무수한 수소 분자가 반응을 위해 이온상태로 전해질에 녹아들어야 한다.

반응은 그냥 일어나는 것이 아니라 활성에너지를 넘는 힘이 필요하다. 보통은 외부에서 높은 온도나 압력이 필요한데 자동차 내부에 이런 에너지를 얻을 방법이 별로 없다. 결국 촉매를 사용해 반응에너지 장벽을 쉽게 넘을 수 있게 도와야 한다. 이때 주로 사용되는 것이 백금이다.

백금은 가격이 kg1억 원을 호가하는 데다 사용할수록 성능이 떨어지는 단점을 지니고 있다. 그래서 백금을 대체할 촉매 재료를 연구하고 있다.

 

ANTICANCER

백금은 간단한 화합물로 항암효과를 낸다. 1800년대 중반부터 연구됐고 1978년부터 미국FDA의 승인 이후 지금까지도 사용한다. 백금의 일부 화합물은 DNA 분자 길이 방향의 특정 부분에 결합해 DNA 복제를 방해해 종양의 성장을 억제하는 항암제로 사용한다. 최초의 전이원소 항암제인 셈이다. 시스플라틴 또는 가장 잘 알려진 항암제로 백금이 포함돼 있다.

PLATINUM METALS

1740년대에 안토니오 데 울로아(Antonio de Ulloa)가 이 금속을 기록상 처음 언급했고, 이후 울러스턴과 스미슨 테넌트가 백금을 질산과 염산의 혼합물인 왕수에 녹인 뒤 팔라듐과 로듐을 발견했다. 테넌트는 이 반응이 끝난 후 남은 찌꺼기에서 이리듐과 오스뮴을 더 발견했다. 40년 후 러시아 화학자 칼 클라우스가 루테늄을 발견하며 백금족 여섯 개가 모두 완성된다.

Pt

78

원자가전자 : 10

원자량 : 195.084g/mol

전자배열 : [Xe]4f145d96s1

platinum

백금

전이금속

김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수
김병민 한림대학교 나노융합 겸임교수

 

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