산업 핵심 소재 : 루테늄(Ruthenium)

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. 루테늄(Ru)은 전이금속으로, 백금족 금속(PGM)에 속합니다. 은회색의 단단하고 희귀한 금속으로, 화학적 안정성이 매우 높습니다.

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루테늄은 백금, 팔라듐, 오스뮴과 함께 자연 상태에서 복합 광물로 존재하며, 주로 니켈과 백금 광산에서 부산물로 채굴됩니다. 고온과 대부분의 산에 잘 견디며, 높은 경도와 뛰어난 전기적 특성 덕분에 다양한 기술 분야에서 활용됩니다.

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루테늄(Ruthenium)

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녹는점이 2,334℃, 끓는점이 4,150℃에 이르는 고융점 금속으로, 단단하고 마모에 매우 강한 성질을 가집니다. 상온에서는 공기 중 산화가 거의 없으며, 염산, 황산 등에 잘 녹지 않아 화학적으로 매우 안정한 편입니다. 전기저항이 낮고 전자이동성이 뛰어나, 전자재료로서의 활용 가치가 높습니다. 표면이 산화되면 얇고 안정적인 산화막을 형성하여 부식 저항성을 더욱 높여줍니다.

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루테늄은 고집적 반도체와 HDD(하드디스크) 산업에서 극소형 전극 및 자성 재료로 널리 사용됩니다. 특히 DRAM과 같은 메모리 소자의 커패시터 전극 재료로 적용되며, 고내열성과 우수한 도전성을 바탕으로 미세공정에 적합한 물질로 주목받고 있습니다.

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또한 차세대 비휘발성 메모리(NVM)나 MRAM 개발에도 루테늄 박막이 활용됩니다. 박막 증착 시에는 루테늄 타겟 소재로 증착되며, PVD나 ALD 공정에 필수적인 금속입니다.

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루테늄은 이종 촉매로서의 효율이 뛰어나, 화학 반응 속도를 높이는 데 큰 역할을 합니다. 대표적으로 암모니아 합성, 수소화 반응, 연료전지 촉매 등 다양한 화학 반응에서 백금보다도 높은 활성도를 나타내는 경우가 많습니다.

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특히 루테늄-카본 복합 촉매는 수소 연료전지에서 산소환원 반응(ORR)에 효과적이며, 백금 대체용 또는 보조 촉매로 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 촉매 수명도 길고 고온 환경에서도 안정적인 특성을 보입니다.

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루테늄은 수소 생산 및 저장 기술의 핵심 금속 중 하나입니다. 수전해 방식(특히 고온 고체산화물 전해장치, SOEC)에서 전극 촉매로 사용되며, 수소의 효율적 발생을 유도합니다. 루테늄은 백금, 이리듐 등과 함께 PEM(고분자 전해질막) 연료전지나 알칼라인 연료전지의 전극 재료로 쓰이며, 내산화성과 안정성이 높아 고가의 백금 사용량을 줄이려는 연구에서도 주목받고 있습니다. 수소경제가 확대될수록 루테늄 수요도 증가할 것으로 예측됩니다.

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또한 지구상 매장량이 매우 적고 주로 남아프리카공화국, 러시아 등 일부 국가에 의존하고 있습니다. 이는 공급 불안정성과 가격 변동성의 주요 원인이 됩니다. 특히 전자산업의 기술 발전과 수소에너지 수요 증가로 인해 루테늄 가격은 점진적인 상승세를 보이고 있으며, 최근에는 회수 및 재활용 기술 개발이 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다. 희소성과 전략적 가치가 높아 대부분의 산업국가들이 비축 전략을 수립하고 있는 금속입니다.

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루테늄(Ruthenium)

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루테늄은 고가 금속으로서 산업 현장에서 재활용률이 높은 전략 금속 중 하나입니다. 반도체 웨이퍼 스크랩, 촉매 폐촉매, 전자부품 등에서 추출되는 루테늄은 정제 과정을 거쳐 다시 고순도 금속으로 재사용됩니다.

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특히 PVD 공정에서 사용된 루테늄 타겟의 재활용이 활발하며, 이는 공급 안정화와 비용 절감 모두에 기여합니다. 한국을 포함한 주요 산업국은 루테늄을 포함한 백금족 금속의 회수율 향상을 위한 공정 개선에 주력하고 있습니다.

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루테늄은 전기전자, 수소, 촉매, 반도체 등 다방면에서 수요가 증가하는 금속으로, 차세대 소재산업의 핵심 축으로 떠오르고 있습니다. 특히 저전력 고속 메모리, 이차전지, 연료전지 등 미래 친환경 에너지 및 고부가가치 부품 산업에서 루테늄 기반 신소재 개발이 활발히 이뤄지고 있습니다.

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또한 루테늄 합금을 활용한 내열, 내식 신소재가 고온 반응기나 우주항공 분야에도 응용될 가능성이 커지고 있습니다. 향후 자원 확보 전략과 리사이클링 체계 강화가 루테늄 산업의 지속 성장 열쇠가 될 것입니다.

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동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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