정용환 기자
스마트폰이나 노트북 등 친숙한 전자기기 대부분은 내장되어 있는 리튬이온 전지지만 기존 방법으론 재활용이나 폐기 처리에 높은 비용이 들고 내부에 들어있는 유용한 물질을 모두 회수할 수 없다는 단점이 존재한다. 이런 리튬이온 전지 재활용 사업에 새로운 방법을 취하려는 기업이 잇달아 탄생하고 있다.
소형 가전에서 전기 자동차까지 탑재한 리튬이온 전지는 일부 지역에서 매립지에 버리는 게 금지되어 있는 물질이 포함되어 있어 적절한 처리를 하지 않으면 발화되어 버릴 위험성도 있다. 지금까지는 전지를 노에 넣어 열처리를 실시해 남은 니켈이나 코발트 등 유용한 물질을 회수하는 건식 제련, 제련이라는 2가지 방식을 취했지만 이들은 비용이 많이 들고 필요한 물질을 모두 회수할 수 없다는 단점이 있다.
하지만 최근에는 더 깨끗하고 효율적인 재활용 기술을 상업화해 전례 없는 규모로 리튬이온 전지 전용 재활용 공장을 건설하는 기업이 잇달아 등장하고 있다. 창업자 대부분은 한때 전지 제조에 종사한 경험을 살려 전지 재활용을 수익화할 기회라고 느낀 투자자로부터 자금을 조달하고 있다.
리-사이클(Li-Cycle)이라는 기업은 많은 기업이 니켈과 코발트만을 회수해 나머지 물질을 폐기하고 있는 것에 눈을 돌려 폐기 과정에서 손에 넣는 금속 매각을 실시하고 리튬이온 전지를 슈레더에 걸어 알루미늄과 구리, 플라스틱 등을 선별, 재활용하는 걸 검토하고 있다. 회사 측은 회수 전지 대부분을 쓰레기로 버리고 왜 재활용이 되지 않냐는 생각보다 모든 걸 선별한다는 걸 목표로 한다.
어센드엘리먼츠(Ascend Elements)라는 기업은 기존 습식 제련법을 적용한 방식(Hydro-to-Cathode)을 개발했다. 전지를 깎아 용액 속에 넣어 금속을 하나씩 꺼내는 게 아니라 액체에서 불순물을 추출해 가치가 높은 정극 성분만을 순수 원자 상태로 남기는 프로세스라고 한다. 이 과정에선 지중에서 새로운 광석을 채굴하고 정제하는 것보다 저렴한 전지 재료를 얻을 수 있다고 한다.
양극 재활용은 환경 부하 경감이라는 점에서 큰 이점이 있다. 한편 재활용 시스템을 근본부터 개선을 도모하려는 기업도 등장하고 있다.
테슬라 공동 창업자인 J.B 스트로벨(J.B Straubel)이 이끄는 레드우드머터리얼(Redwood Materials)은 오래된 배터리는 보통 잔존 에너지가 축적된 상태로 재활용 시설로 옮겨지고 시간과 돈을 들여 배터리 전하를 빼고 안전하게 재료를 꺼낼 수 있도록 하고 있다는 점에 주목했다. 따라서 축적된 전기를 열로 변환해 낡은 전지에서 전해액을 추출하는 저온 소성 절차를 고안했다.
회사 측에 따르면 이 공정과 독자 습식 정련 기술로 전지 재료 95% 이상을 제거할 수 있다고 한다. 이 회사는 이런 재료를 배터리 중간체라고 불리는 새로운 전지 제조에 사용되는 금속으로 바꿔 판매하고 있지만 앞으로는 배터리 중간체를 자사에서 처리해 전지 재료를 제조하는 것도 계획하고 있다고 말한다.
또 운송에 신경써야 할 리튬이온 전지를 안전하게 운반하기 위해 액체냉각식 카본 파이버 포장재를 설계하는 기업도 나타났다. 미항공우주국 나사(NASA)에 제공되어 우주비행사가 우주 공간에서 화재 걱정 없이 안전하게 리튬이온 전지를 보관할 수 있도록 하는 것으로 앞으로 상업용으로도 전개될 것으로 기대되고 있다.
리튬이온 전지 재활용을 더 효율적이고 깨끗하고 수익성이 높은 것으로 하는 이들 기업의 노력이 성공하면 전기 자동차 등 혁신을 위한 흐름에 공헌할 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
