에너지 폐기물을 신기술의 소재로!



희토류(Rare earth resources) 원소가 없으면 우리에게는 스마트폰도, LED도, 풍력 터빈도, 자동차 배터리도 없다. 세륨, 스캔듐 같은 희토류 원소들은 지각 전체에 분산되어 있다. 중국은 전 세계 희토류 생산량의 약 90%를 담당하고 있다. 반면 미국 유일의 희토류 광산은 올해 문을 닫았다. 그러나 연구자들은 우리가 이미 풍부하게 갖고 있는 석탄과 그 부산물을 통해 이러한 독과점을 타개할 수 있을 것으로 보고 있다.

미국 에너지부의 화학 공학자 에반 그라니트는 “지구 지각의 모든 물질은 석탄에도 다 들어 있습니다.”라고 말한다. 에너지부는 미국의 희토류 생산을 매년 5%씩 늘어나는 수요에 맞춰 끌어올리기 위한 연구에 최근 투자하고 있다.

석탄은 채굴, 정제, 연소 등 모든 생산 단계에서 희토류가 풍부한 물질들을 만들어 낸다. 하지만 이런 부산물들은 폐기물로 여겨져 매립지나 저장조에 버려졌다. 이런 것들을 저렴하고 친환경적으로 재활용하려는 것이다.

일례로 미국의 석탄 사용 화력발전소는 매년 1억 3천만 톤의 석탄재를 발생시킨다. 듀크 대학의 최근 연구에 따르면, 애팔래치아 산맥과 와이오밍 주 파우더 강 유역에서 채굴한 석탄을 태우고 남은 이 재 속에는 무려 수십억 달러 가치의 희토류가 숨어 있다고 한다. 하지만 펜실베이니아 주립 대학의 에너지 및 광물공학과 교수인 사마 피수파티에 따르면 희토류를 회수하는 방법은 해결되지 않은 문제이다. 그는 석탄 생산 초기 단계에서 황화 알루미늄 솔 벤트로 혈암을 헹궈 내어 희토류를 얻는 연구를 했다.

에너지부가 후원하는 프로젝트들은 앞으로 수년 안에 미국 석탄 생산 공장에서 시범 운영될 것이다. 얼마 안 있으면 희토류까지 미국산으로 충당하는 스마트폰을 볼 수 있을지도 모른다.

[출처: 서울경제] 에너지 폐기물을 신기술의 소재로! 2016-10-20