흑연은 리튬 이온배터리 등에 쓰이는 핵심소재여서 나날이 그 중요성이 높아지고 있다. 문제는 흑연을 고순도로 정제하는는 과정에서 유해화학 물질인 불산이 발생한다는 점이다. 불산을 사용하지 않으면서도 보다 저렴하게 고순도 흑연을 얻을 수 있는 신기술이 국내에서 개발됐다.
한국지질자원연구원은 본원의 장희동 박사연구팀이 이 같은 공법을 개발해 국내 및 중국에서 특허를 확보했다고 7일 밝혔다. 습식제련법의 일종인 불산정제법이 아닌 킬레이트 침출, 저온소다배소 등의 신기법으로 순도 99.99%이상의 고순도 흑연을 정제하는 친환경 공법을 세계 최초로 개발했다는 것이다.
자연상태의 흑연은 순도가 약 70~80% 정도다. 이를 선광해도 순도는 95~97% 수준이다. 이번에 개발된 공법은 흑연에 염산을 활용해 1차로 불순물을 제거하고, 킬레이트를 적용해 2차 침출을 한다. 이어 소다 등을 적용한 저온가열(배소) 과정을 마친 뒤 다시한번 염산으로 3차 불순물 제거 공정을 거쳐 99.99% 이상의 고순도 흑연을 만든다.
이번 공법을 활용하면 비용이 중국에서 사용되는 기존 공정대비 비용 70%정도 저렴하다는 게 지질연의 설명이다. 또한 중국 등 세계 각국이 환경 오염을 막기 위해 흑연 불산정제법 규제를 강화하는 추세에도 이번 기술을 통해 대응할 수 있다고 내다봤다. 장 박사는 “비용을 낮춘 친환경 기술로 에너지 저장장치(ESS)용 이차 전지 소재, 슈퍼 커패시터(대용량 축전기) 등에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
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