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99.99% 흑연, 불산 안쓰고 비용 70% 줄였다

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지질자원연구원서 친환경적 제조기술 개발
불산 폐기물 처리 안해 비용절감 효과


파이낸셜뉴스

친환경 고순도 흑연 정제 기법을 사용해 제조한 흑연을 연소한 경우 아래 사진과 같이 불순물이 거의 남아있지 않아 99.99% 이상(>4N)의 고순도 흑연을 확인할 수 있다. 지질자원연구원 제공

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[파이낸셜뉴스] 연구진은 이차전지 재료인 흑연을 최고순도 99.99%로 만들어내는 친환경 제조기술을 개발했다. 이 기술은 인체와 환경에 유해한 불산을 사용하지 않아 친환경적이다. 또한 연구진은 기존 기술대비 70% 비용 절감효과가 있다고 설명했다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 광물자원연구본부 자원활용연구센터 장희동 박사 연구팀이 '친환경 고순도 흑연 제조기술'을 개발하는데 성공했다고 7일 밝혔다. 연구진은 고순도 흑연의 정제 과정에서 불산 정제법이 아닌 킬레이트 침출, 저온소다배소 등의 새로운 방법을 적용했다.

장희동 박사는 "이번에 개발한 친환경 고순도 흑연 제조 기술은 기존 99.9% 순도보다 더 높은 99.99% 이상의 최고 순도 흑연 정제 기술"이라고 말했다.

연구진은 이번 기술 개발이 고순도 흑연 제조 기술의 난제였던 '친환경성'과 '경제성' 모두를 해결했다고 설명했다. 또한 중국 등 국내외 관련 기업체로의 기술이전을 통해 높은 산업적 활용도가 기대된다고 예상했다.

새로운 습식 제련법은 고순도 흑연의 정제 과정에서 투입되는 시약의 양, 반응온도 및 반응시간 등을 최적의 조건으로 유지하는 것을 적용했다.

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KIGAM의 친환경 고순도 흑연 제조 기술은 기존 황산과 불산을 이용한 기존 정제법에 비해 후처리와 폐수처리 등에 드는 비용이 저감된다. 불순물 제거를 위한 킬레이트 침출과 저온 소다 배소 공정을 추가하여 친환경적이면서도 효율적인 제조 기술이다. 지질자원연구원 제공

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이번 기술은 최근 세계 각국에서 환경 오염 문제 등으로 인한 흑연의 불산 정제법에 대한 규제가 강화되고 있는 상황에서 개발됐다는 점에서 의미가 크다. 특히 에너지저장장치(ESS) 등에 활용도가 높은 우리나라와 중국 등은 앞으로도 경제성 있는 고순도의 정제된 흑연이 더욱 필요한 상황이라 경제적·기술적 가치가 크다고 할 수 있다.

한편 흑연은 전 세계에 약 7100만t이 매장돼 있는데, 이 중 중국 매장량이 5500만t으로 약 77%를 차지하고 있다. 리튬이온 2차전지 음극소재 시장에서는 중국이 65% 이상의 시장점유율을 기록하는 가운데, 일본은 30%를 차지하고 있다. 2019년 기준 전체 음극소재 수요량은 약 19만t으로 2025년까지 전체 음극활물질 수요량이 약 136만t 수준으로 연 평균 39% 성장할 것으로 예상된다.

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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