망가니즈
이전에는 망간이라는 명칭으로 불렸었는데요.
망간의 원소명은 자석을 뜻하는 라틴어 ‘Magnes’와 연망가니즈석을 의미하는 ‘Magnesia nigra’(검은마그네시아)에서 전해져 온 것으로 보입니다.
독일식 표현인 망간이라는 명칭은 IUPAC(국제순수응용화학연합)에 의해 영어식 표기로 변경된 명칭인 ‘망가니즈’로 부르게 되었습니다.
망가니즈 특성
원소기호: Mn
원자번호: 25
원자량: 54.938044
끓는점: 1962도
녹는점: 1245도
원자 반지름: 140pm
형상: 은백색을 띠는 무른 금속원료
망가니즈는 밀도가 높아서 단단하고 잘 부서지는 특성이 있습니다.
또한 다른 여러 물질과 합성했을 때 성질이 좋아서 반응성이 큰 원소에 속합니다.
망가니즈는 공기 중에는 느리게 산화되지만 가루 상태에는 불이 붙고 물과 반응하면 수소기체를 발생시킵니다.
망가니즈를 유리에 섞으면 불순물이 사라집니다. 그렇게 맑고 투명한 유리가 만들어집니다.
망가니즈 역사
망가니즈는 1774년에 스웨덴의 화학자 카를 빌헬름 셸레(Carl Wilhelm Scheele)가 연망가니즈석에서 염소를 분리하고 발견하는 과정에서 새로운 원소가 들어있음을 알아내면서 사람들의 주목을 받기 시작했습니다.
이후 동료 화학자 요한 고틀리프 간(Johann Gottlieb Gahn)이 연망가니즈석을 숯(탄소)과 함께 가열하여 산소를 제거하고 불순물이 섞인 금속 망가니즈를 분리하는데 성공합니다.
이후 160년뒤 1930년대에 망가니즈 이온 용액을 전기분해하여 고순도 망가니즈를 분리해냅니다.
1800년대 초반에는 철에 망가니즈를 첨가하면 단단하고 잘 녹슬지 않는 철을 얻을 수 있다는 사실을 알게 됩니다.
망가니즈 사용처(용도)
망가니즈는 석기시대부터 벽에 그림을 그리는데 사용하였습니다.
망가니즈는 다른 원소와 섞어 쓰면 특성이 좋아지는 금속입니다.
고대 이집트와 로마인들은 유리와 반응하는 특성을 이용해 유리를 투명하게 하는데 망가니즈를 사용하였습니다.
현대 시대에는 철과 합금을 만들어 강도와 내식성을 높이는데 쓰입니다.
망가니즈는 중요한 합금재료로서 철도의 레일, 건설기계 등 다양한 분야에 사용되고 알루미늄 합금에는 음료수 캔을 만드는데 쓰입니다.
철과 합금하면 탄소강, 스테인리스강이 만들어지고 이산화망간 배터리에도 사용됩니다.
연간 망간 생산량의 90%가 철강산업에서 사용하였지만 지금은 이차전지용 원자재로 주목받고 있습니다.
또한 망가니즈는 배터리나 금속합금에 쓰이기도 하지만 사람 몸에 필요한 영양소이기도 한 원소입니다.
우리 몸의 혈액을 응고시키는 인자를 생성하고 뼈를 형성하는데 필요하며, 대사 작용을 조절하는 등의 생명 활동에 꼭 필요한 원소입니다. 뼈, 간, 신장에 12mg의 망간이 있습니다.
망가니즈가 부족하면 근육떨림, 골다공증 같은 증상이 발생할 수 있고, 너무 많이 섭취하면 신경손상이 생길 수 있습니다. 평소 정상적인 식사만으로 충분히 섭취할 수 있습니다.
달걀, 잣, 콩, 어패류, 잎채소 등을 섭취시 얻을 수 있습니다.
리튬이온배터리에 사용되는 망가니즈
망가니즘은 리튬이온 배터리의 특성을 결정하는 핵심 소재인 양극재에 사용되는 필수 요소입니다.
배터리의 안정성을 높이는 중요한 역할을 담당합니다.
리튬이온 배터리에는 NCM(니켈, 코발트, 망가니즈)양극재가 쓰이는데요.
전기차에 사용되는 배터리에 비싼 코발트 대신 저렴한 망간의 함량을 높여 사용하게 되면 배터리 원가절감에 도움이 됩니다. (하이망간, 망간리치(Mn-Rich))
양극재 중 망가니즈의 함량을 늘리면 원자재 가격은 줄일 수 있지만 에너지 밀도가 떨어져 전기차의 주행거리가 줄어듭니다.
배터리회사들은 에너지 밀도는 늘리면서 안정적인 배터리를 만들기위해 연구하고 있습니다.
망가니즈의 매장량
망가니즈는 지구상에 3번째로 많은 금속이며 모든 원소중 12번째로 많습니다.
전 세계 망가니즈 매장량의 80%가 이산화망간의 형태로 아프리카 지역에 있습니다.
또한 깊은 바닷속 에는 5천억톤 이상의 망가니즈단괴가 있다고 합니다.
그래서 망가니즈단괴는 ‘바닷속 검은 황금’이라고도 부릅니다.
망가니즈 관련주
이엔플러스(074610) - NCM배터리 양극재 개발
LG에너지솔루션(373220) - NCM배터리 생산
코스모신소재(005070) – 배터리 양극재 생산
탑머티리얼(360070) – 코발트 프리, 하이망간 차세대 양극재 개발 기대
에코프로비엠(247540) – 리튬 프리, 하이망간 양극재 기술개발 중
SKC(011790) - 하이망간 양극재 기술개발 초기단계
태경산업(015890) – 실리콘망가니즈, 페로망가니즈 생산
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