미세한 분말 흡착제로 리튬 추출…

2일 국토해양부와 한국지질자원연구원에 따르면 바닷물에서 리튬을 뽑아내는 것은 매우 정교한 작업으로 연구는 흡착제를 개발하는 것부터 시작됐다. 바닷물에는 리튬이 미량(0.17mg/리터) 녹아 있는데 우선 흡착제를 통해 이 리튬을 추출해야 하고 이를 위해서는 흡착제의 성능이 가장 중요하기 때문이다. 지질자원연구원이 시행착오 끝에 개발한 흡착제는 입자크기가 10㎛(마이크로미터ㆍ1㎛=100만m분의1) 정도로 매우 고운 분말 상태다. 이 분말 상태의 흡착제가 조립공정을 거쳐 바닷물 속에 들어가 리튬을 얻어내고 이후 리튬만을 따로 뽑아내는 분리·정제 과정을 거치게 된다. 분리·정제 과정은 여러 단계로 나뉜다. 우선 알칼리 처리를 통해 망간ㆍ마그네슘ㆍ칼슘 등을 제거하고 90%의 농축 과정을 거쳐 남아 있는 칼슘을 완전히 여과해낸다. 이후 결정화ㆍ여과ㆍ열수세척ㆍ건조 단계를 지나면서 바닷물에서 2차전지 원료에 사용되는 리튬의 화합물인 탄산리튬(Li₂CO₃)을 얻게 된다. 원구원은 이 과정을 거치면 흡착용 분말 1g당 45mg의 리튬을 선택적으로 뽑아낼 수 있으며 리튬 1g은 탄산리튬 3g 이상을 생산할 수 있다고 설명했다. 연구원이 지난해 5월 개발한 분리막 레저버 시스템은 성능 저하 없이 무한 반복 사용할 수 있다는 점에서 세계 최고의 기술력으로 평가된다. 일본의 흡착 방식은 성능이 떨어지는데다 사용 후 폐기하는 데 막대한 비용이 들어가는 한계점이 있으며 중국은 아직까지 기술개발 초기 단계에 불과하다. 연구 책임자인 지질자원연구원의 정강섭 박사는 "가장 먼저 연구에 나선 일본이 전체적으로 앞서 있지만 환경적인 측면이나 채산성 등을 고려하면 리튬 흡착제 추출 시스템은 우리나라가 더욱 앞선다고 볼 수 있다"며 "앞으로 실증 플랜트 개발을 위한 상용화 연구개발 성과에 따라 대량 생산의 길이 열릴 것"이라고 말했다.