유해 화학물질인 불산을 사용하지 않고도 고순도의 흑연을 제조할 수 있는 기술이 개발됐다.

7일 한국지질자원연구원은 장희동 박사 연구팀이 킬레이트 화합물 침출법과 소다 배소 공정을 이용해 순도 99.99%의 흑연을 정제하는 데 성공했다고 밝혔다.

고순도 흑연은 모바일 기기나 전기자동차 리튬이온전지의 음극 소재로 널리 사용된다.

순도 99.9% 이상을 구현해야 하는데, 고온 열처리를 통한 건식 공정은 비용이 너무 비싸 불산을 활용한 습식 공정이 주로 쓰이고 있다.

▲ 친환경 고순도 흑연 제조 기술 그림

특히 중국이 헤이룽장성에서 생산되는 흑연을 이용해 습식 공정으로 고순도 흑연을 생산하고 있는데, 최근 유독 물질인 불산에 대한 규제가 강화되면서 생산이 어려워질 전망이다.

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, 이번에 개발한 기술에 드는 비용은 기존 중국에서 사용되는 공정의 70% 정도로 저렴한 것으로 나타났다.

지질연은 이번 기술을 중국 기업에 이전할 계획으로, 연간 3천t의 불산을 생산할 수 있는 파일럿(시범시설) 규모 연구를 추진하고 있다.

장희동 박사는 "비용을 낮춘 친환경 기술로 에너지 저장장치(ESS)용 이차 전지 소재, 슈퍼 커패시터(대용량 축전기) 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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