국내 연구진이 유해 화학물질인 불산을 사용하지 않고 고순도 흑연을 제조할 수 있는 기술을 개발했다.
한국지질자원연구원은 장희동 박사 연구팀이 킬레이트(Chelate) 화합물 침출법과 소다 배소 공정을 이용해 순도 99.99% 흑연을 정제하는데 성공했다고 6월7일 밝혔다.
고순도 흑연은 모바일 기기나 전기자동차(EV) 탑재용 LiB(리튬이온전지) 음극재로 널리 사용되고 있다.
순도 99.9% 이상을 구현해야 하나 고온 열처리를 통한 건식 공정은 비용이 지나치게 높아 불산을 활용한 습식 공정이 주로 사용되고 있다.
특히, 중국이 헤이룽장성(Heilongjiang)에서 생산되는 흑연을 이용해 습식 공정으로 고순도 흑연을 생산하고 있으나 최근 유독물질인 불산에 대한 규제가 강화되면서 생산이 어려워질 것으로 예상되고 있다.
연구팀은 염산으로 흑연을 전처리한 뒤 킬레이트 화합물로 불순물을 제거하고 마지막으로 소다 배소법을 이용해 불용성 성분을 녹일 수 있는 공정을 개발했다.
시약과 폐 불산 처리 비용 등을 비교한 결과 새로 개발한 기술에 드는 비용은 기존 중국에서 사용하는 공정의 70% 정도로 저렴한 것으로 나타났다.
한국지질자원연구원은 신기술을 중국기업에게 이전할 계획이며 흑연 생산능력 3000톤의 파일럿 연구를 추진하고 있다.
장희동 박사는 “비용을 낮춘 친환경 기술로 에너지저장장치(ESS)용 2차전지 소재, 슈퍼커패시터(대용량 축전기) 등에 활용할 수 있을 것”이라고 강조했다. (K)