1. 기본 개요
- 원자번호 : 48
- 원자량 : 약 112.41
- 주기율표 위치 : 12족 전이금속
- 외관 : 은백색, 무광택 금속
카드뮴은 비교적 부드럽고 연성이 뛰어난 금속으로, 가공이 용이한 특징을 가진다.
또한 낮은 융점을 가지기 때문에 비교적 낮은 온도에서 용융 및 주조가 가능하다.
2. 자연에서의 존재 형태
자연 상태에서 단독 원소 형태로는 거의 존재하지 않고 주로 다음 금속 광석에 미량 포함되어 있다.
- 아연(Zn)
- 납(Pb)
- 구리(Cu)
특히 카드뮴은 아연 제련 과정에서 부산물로 회수되는 경우가 가장 많다.
3. 물리·화학적 특성
- 공기 및 수분에 대한 내식성(부식 저항성) 우수
- 화학적으로 비교적 안정적
- 전기적 특성과 금속 접착성이 우수
이러한 특성 때문에 산업적 활용도가 높다.
4. 주요 용도
4.1 배터리 산업
가장 대표적인 용도는 니켈-카드뮴(NiCd) 배터리이다.
역할 : 음극(negative electrode) 재료
- 높은 방전 성능
- 긴 수명
- 안정적인 충·방전 사이클
- 사용 분야
- 비상 조명 시스템
- 전동 공구
- 일부 휴대용 전자기기
4.2 금속 도금 (부식 방지)
카드뮴 도금은 금속 보호용으로 널리 사용된다.
<적용 대상>
- 철(Fe)
- 강철
- 구리(Cu)
<주요 활용 분야>
- 항공기 부품
- 자동차 부품
- 선박 구조물
- 전력 송전 설비
부식 방지 및 내구성 향상에 핵심적인 역할을 한다.
5. 독성과 건강 영향
카드뮴은 대표적인 고독성 중금속이다.
- 신장 손상 (만성 신부전 위험)
- 골밀도 감소 → 골다공증
- 발암성 (국제적으로 발암물질로 분류됨)
체내 축적성이 높고 생체 반감기가 길다.
장기간 저농도 노출도 위험하다.
6. 환경 문제 및 규제
카드뮴은 환경 오염 물질로도 큰 문제를 일으킨다.
토양 및 수질 오염을 유발한다.
식물 → 동물 → 인간으로 이어지는 생물 농축이 발생한다.
다수 국가에서 사용 제한 또는 금지하고 있으며 전자제품 및 배터리에서 엄격하게 규제하고 있다.
7. 대체 기술 및 산업 변화
카드뮴의 독성 문제로 인해 대체 기술이 빠르게 확산되고 있다.
<주요 대체 배터리>
- 니켈-수소(NiMH) 배터리
- 리튬 이온(Li-ion) 배터리
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