금속연료
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이 문서는 금속이나 그와 관련된 것에 대해 다룹니다. 단언컨데 메탈은 가장 완벽한 물질입니다. 그렇다고 중금속을 빨아주다가 뒈지지는 맙시다. ???: 알루미늄보다 3배 강한 기가스틸로 철의 새시대를 열어갑니다. |
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개요[편집]
말그대로 금속을 연료로 쓰는것이다.
원리[편집]
금속은 불에 타지않는데 어떻게 연료로 쓰나 의문이 들수있다.
하지만 금속이 산소와 만나 산화되어 산화물이 생기는데 이때 금속의 산화과정을 빠르게 하면 연료가 된다.
핫팩도 철가루의 산화속도를 빠르게 해서 열이 발생하는 원리이다.
물론 금속덩어리자체는 불에 잘 안탄다.
그러나 금속을 분쇄해서 금속가루로 만들면 불에 잘탄다.
왜냐면 금속은 질량이 클수록 발화점에 도달하기가 어렵고 표면적이 작을수록 산소와의 접촉이 적어서 불에 잘안탄다.
쇳덩이는 질량이 크고 표면적은 작아서 불에 잘안타는것이다.
반대로 금속의 질량이 작으면 발화점에 도달하기 쉬워지고 표면적이 클수록 산소와의 접촉이 많아져서 불에 타기쉬워진다.
때문에 쇳가루는 질량은 작은데 표면적이 커서 불에 잘탄다.
다만 금속이 산소와의 반응을 잘할수록 연소가 쉬워지므로 반응성이 큰금속만 연료로 쓸수있다.
그러니 철이나 알루미늄,마그네슘같이 반응성이 큰 금속만 연료로 쓸수있다.
반대로 구리나 은,금같이 반응성이 작은 귀금속종류는 연소가 불가능해 연료로는 못쓴다.
장단점[편집]
장점[편집]
- 에너지밀도가 크다.
도시가스가 kg당 22mj,휘발유는 kg당 34mj이다.
하지만 철가루는 kg당 40mj이고 알루미늄가루는 kg당 83mj에 달한다.
기존 화석연료에 비해 에너지밀도가 압도적으로 크다.
- 유해가스가 전혀없다.
기존화석연료는 탄소기반이기때문에 지구온난화의 주원인인 이산화탄소가 반드시 나온다.
이산화탄소 이외에도 황산화물이나 질소산화물,미세먼지도 같이 나온다.
하지만 금속연료는 그런 유해가스가 전혀없다.
단지 산소와 금속의 반응해서 산화금속만이 남을 뿐이다.
- 재사용이 가능하다.
화석연료는 한번쓰면 재사용이 안되지만 금속은 재활용이라는 과정을 통해서 재사용이 가능하다.
기존화석연료는 한번쓰면 배기가스나 재가 되어서 두번다시 못쓴다.
하지만 금속연료는 산화물이 그대로 남는데 이걸 환원처리하면 또다시 사용 가능하다.
단점[편집]
- 실용화가 어렵다.
금속분말의 입자크기가 중요하다.
입자크기가 너무작으면 연소속도가 너무 폭발적으로 일어나서 화재,폭발사고위험이 높다.
반대로 입자크기가 너무 크면 연소가 너무 느리거나 아예 일어나지않아서 비효율적이다.
그러니 적절한 입자크기를 찾는게 중요하다.
- 상온에서도 산소랑 반응한다.
금속은 상온에서도 산소랑 반응해서 산화한다.
사용하지도 않은 연료가 산화된다는건인데 이미 산화되어버리면 연료로 사용불가이다.
철은 공기중에서 녹쓸고 알루미늄도 공기랑 반응한다.
그러니 금속연료는 온전한상태로 보관하는기술이 필요하다.
특히 산화알루미늄은 섭씨2000도이상으로 가열해야 연소되는데 이는 현실적으로 지나치게 높은 온도라서 불가능하고 설령가능해서 너무 위험하다.
- 밀도가 너무 크다.
금속은 밀도가 너무 크다.
알루미늄만 해도 2.7의 비중이고 철은 7.8의 비중이다.
때문에 부피당 에너지밀도는 별로일건이다.
현재[편집]
상용화는 멀었지만 지금도 금속연료는 쓴다.
사실 폭죽이나 로켓도 철가루를 연료로 쓴다.
파이어스틱도 금속연료의 일종이다.
또한 금속화재도 금속에 의한 화재이므로 이로써 금속도 불에 탄다는것을 증명해준다.
의외이긴 하지만 우라늄이나 플루토늄같은 핵연료도 엄연히 연료로 쓸수있고 금속이기때문에 금속연료에 해당한다.
다만 철이나 알루미늄은 연소반응을 이용하고 반면 우라늄이나 플루토늄은 핵분열반응을 하기때문에 별개이기는 하다.
미래[편집]
지금은 석유가 대세이다.
금속연료는 현재로써는 갈길이 멀다.
하지만 석유는 점차고갈되고 환경문제까지 유발한다.
그래서 미래에는 금속연료가 석유를 대체할것이다.
영상[편집]
금속연료에 대해 서술하는 영상이다.
시간나면 봐봐라.
<youtube width="480" height="240">3nC6a6xB2mY</youtube>
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