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[IT뉴스][과학세계]미래자원전쟁 ‘블랙파우더’ 처리기술로 극복한다

온카뱅크관리자

2024-06-07 14:32:11

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="s_img figure_frm origin_fig" dmcf-pid="FnbXn2LKU5" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/07/akn/20240607143213081tigw.jpg" data-org-width="200" dmcf-mid="1BERHrXDpt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/07/akn/20240607143213081tigw.jpg" width="200"></p>
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           <p>전기차가 대중화하면서 다 쓰고 남은 ‘폐배터리’의 재활용(리사이클링) 시장이 주목받고 있다. 폐배터리가 단순한 쓰레기가 아닌 새로운 자원으로 여겨지기 때문이다. 대한상공회의소가 발표한 ‘전기차 폐배터리 재활용산업의 원료 조달 효과성 분석’ 보고서에 의하면 2045년에는 전기차 폐배터리 재활용으로 리튬 2만t을 얻을 수 있을 것으로 보인다. 2022년 한 해 국내 리튬 수입량의 28%이다. 망간 2만1000t, 코발트 2만2000t, 니켈 9만8000t 등도 회수할 수 있다.</p>
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          <p dmcf-pid="03Io3l0C3X" dmcf-ptype="general">폐배터리 리사이클링은 어떻게 진행되는 걸까. 우선 폐배터리를 잘게 부수어 가루, 즉 ‘블랙파우더’로 만드는 과정이 필요하다. 이 블랙파우더를 얼마나 잘 처리하느냐에 따라 리사이클링 과정의 효율이 나뉜다. 블랙파우더를 21세기 후반의 새로운 자원이라고까지 부르는 경우도 적지 않다.</p>
          <p dmcf-pid="pva8vATN0H" dmcf-ptype="general">폐배터리 리사이클링 기술은 습식과 건식, 두 가지로 나눌 수 있다. 습식공정은 블랙파우더를 화학적으로 녹여내 리튬, 흑연, 니켈, 코발트, 망간 등 다양한 자원을 뽑아내는 방법이다. 리튬 등 귀한 자원을 버리지 않고 수거할 수 있지만, 공정이 복잡하고 비용이 많이 들어가는 것이 단점이다.</p>
          <p dmcf-pid="UCERHrXD3G" dmcf-ptype="general">건식공정은 전처리 과정이 필요 없다. 즉 블랙파우더를 만들지 않는다. 폐배터리를 그대로 용광로에 녹여 합금 덩어리로 만든 다음, 이것을 다시 제련해 니켈, 코발트, 구리, 철 등의 금속을 뽑아내는 방식이다. 간단하고 일이 빠르지만 많은 에너지가 필요하고, 용광로를 가동해야 하니 그 과정에 에너지 소모 역시 크다.</p>
          <p dmcf-pid="usAQWEYczY" dmcf-ptype="general">무엇보다 건식공정을 통해서는 리튬을 회수할 수 없다. 리튬은 배터리를 만들 때 가장 귀중한 자원 중 하나다. 다만 건식공정 과정에서 합금 덩어리 이외에 배출되는 찌꺼기인 ‘슬래그’나 ‘분진’ 등을 모아 처음부터 다시 습식공정을 진행하면 리튬을 뽑아낼 여지가 있기는 한데, 일을 두 번 반복하는 셈이므로 효율성이 떨어진다.</p>
          <p dmcf-pid="75TczYqy3W" dmcf-ptype="general">물론 건식공정도 장점이 있다. 공정이 단순하고, 여러 자원을 한꺼번에 리사이클링할 수 있다. 반대로 습식공정은 다양한 자원을 버리지 않고 모두 재활용할 수 있지만, 그 과정이 복잡하고 손이 많이 간다.</p>
          <p dmcf-pid="zlwdZs5r3y" dmcf-ptype="general">습식공정을 간소화할 수 있는 방법도 개발되고 있다. 블랙파우더에서 배터리의 소재로 자주 쓰이는 N·C·M(니켈·코발트·망간)을 뽑아낸다고 할 때, 기존의 방법으로는 이 세 가지 금속을 세 번에 걸쳐 녹여내야 했다. 그러나 최신 방법은 세 가지 물질을 한꺼번에 녹여낼 수 있다. 과거에 이렇게 하지 않았던 것은 한꺼번에 녹아 나온 물질의 성분비율을 조정하기 어려웠기 때문인데, 최근에는 원하는 비율의 합금을 그대로 생산하는 것이 가능해져 국내외 기업들의 관심이 크다.</p>
          <p dmcf-pid="q0Hr952XpT" dmcf-ptype="general">과학계도 분주하다. 기초과학연구원은 지난해 5월 한 번의 공정으로 폐배터리에서 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등 금속을 분리 추출할 수 있는 기술을 개발해 화제가 됐다. 한국지질자원연구원도 2022년 리튬·니켈·코발트·망간 등을 한 번의 공정으로 추출할 수 있는 기술을 개발한 바 있다.</p>
          <p dmcf-pid="BCERHrXD7v" dmcf-ptype="general">업계 전문가들에 따르면 2050년 이후 배터리 원료의 50% 이상이 리사이클링 공정을 통해 공급될 것으로 보인다. 즉 배터리 리사이클링 기술은 미래 사회를 유지해 나가는 데 필요한 핵심 기반기술로 보아도 무리가 없다. 기술 개발과 시장 선점에 총력을 기울여야 하는 이유다.</p>
          <p dmcf-pid="b71I438tpS" dmcf-ptype="general"><strong>전승민 과학기술전문 저술가/파퓰러 사이언스 편집장</strong></p>
          <p dmcf-pid="KXSjuy7v7l" dmcf-ptype="general">백종민 기자 cinqange@asiae.co.kr</p>
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