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[키감퀴즈온더블럭] 🏚집에 핵심광물 하나쯤은 가지고 있을뻔한 이야기?!

최근 전 세계는 자원의 무기화라는 거대한 흐름 속에 놓여 있습니다. 과거에는 석유나 석탄이 주요 에너지원이었다면, 이제는 기후 위기 대응을 위한 청정에너지 기술이 그 자리를 대신하고 있습니다. 특히 전기차는 내연기관차보다 핵심광물이 6배, 풍력 발전은 가스 화력 발전보다 9배 이상 더 많이 필요합니다. 이러한 에너지 전환 시대에 광물 자원은 단순한 원자재를 넘어 국가의 생존과 직결된 필수 요소로 자리 잡았습니다. 광물 자원의 자립화를 위해서는 다각도의 노력이 필요합니다. 지각 내 함량이 극히 적은 광상을 찾아내는 탐사 기술부터, 해외의 유망한 광물 자원을 확보하기 위한 국제 공동 연구까지 폭넓게 이루어지고 있습니다. 카자흐스탄, 몽골, 베트남 등 자원 부국과의 협력은 안정적인 공급망 구축의 핵심입니다. 또한, 한번 사용된 폐배터리 등 순환 자원에서 유용한 금속을 다시 추출하는 재활용 연구는 자원의 효율성을 극대화하는 중요한 축이 됩니다. 대한민국은 핵심광물 공급망 구축을 위해 국제적인 리더십을 발휘하고 있습니다. 최근 열린 국제 포럼에서는 아시아와 아프리카의 여러 국가가 참여하여 광물 탐사 기술과 협력 방안을 논의했습니다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 축적된 탐사 기술을 공유하고 배터리 및 전기차 산업으로 이어지는 공급망 기술의 향후 방향을 제시하며 글로벌 파트너십을 강화했습니다. 이는 자원 빈국에서 자원 기술 강국으로 도약하는 중요한 발판이 되고 있습니다. 우리가 흔히 말하는 희소금속과 핵심광물은 정확히 구분할 필요가 있습니다. 희소금속은 리튬처럼 지각 내 함량이 매우 적어 채굴과 정제가 어려운 금속을 의미하며, 흔히 '레어 메탈'이라 불립니다. 반면 핵심광물은 국가 산업에 필수적이면서도 공급 리스크가 커서 전략적 관리가 필요한 자원을 뜻합니다. 여기에는 흑연 같은 비금속이나 구리처럼 비교적 흔한 금속도 포함될 수 있습니다. 현재 우리나라는 33종의 핵심광물을 지정하여 국가 차원에서 집중적으로 관리하고 있습니다. 특히 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족은 재생에너지 전환과 첨단 산업의 핵심인 6대 핵심광물로 꼽힙니다. 이들은 소량으로도 제품의 성능을 좌우하기에 매우 중요한 역할을 수행합니다. 반도체 와이어나 우주선의 열 차단 코팅에 사용되는 금처럼, 광물은 우리 미래 산업 곳곳에서 필수적인 기능을 담당하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 연구개발과 국제 협력을 통해 안정적인 자원 생태계를 조성하고 기술 자립화를 이루어내는 것이 대한민국 미래 경쟁력의 핵심이 될 것입니다.

한국지질자원연구원KIGAM iN 실험실

지구환경과학
융합
공학·기술

[R&D온앤오프] 자원활용연구로 똘똘 뭉치다(장꾸력 만렙? ㄴㄴ 연구만큼은 진지함 만렙!)

한국지질자원연구원의 자원활용연구본부는 천연 광물과 순환 자원을 활용해 우리 사회에 필요한 핵심 소재를 개발하는 중추적인 역할을 수행합니다. 자원회수연구센터는 광석에서 금속 이온을 추출하는 제련 연구를 담당하며, 순환자원연구센터는 폐배터리 및 전자 폐기물에서 유용한 금속을 회수하여 고순도화하는 공정을 연구합니다. 자원소재연구센터는 이렇게 얻어진 금속과 세라믹을 바탕으로 에너지와 IT 산업에 적용 가능한 응용 소재를 제작합니다. 이처럼 각 센터는 유기적으로 협력하며 국가대표라는 사명감으로 연구에 매진하고 있습니다. 연구진은 바나듐 기반의 에너지 저장 시스템용 전해질 원료를 개발하거나, 국내에 부존하는 몰리브덴과 텅스텐 같은 희소 금속을 추출하는 데 집중하고 있습니다. 자원 활용은 단순히 물질을 사용하는 단계를 넘어, 자연 상태의 씨앗과 같은 자원을 가꾸어 꽃을 피우는 과정과 같습니다. 특히 최근 전기차 산업의 성장으로 각광받는 니켈을 배터리용 황산니켈 화합물로 제조하는 기술은 매우 중요합니다. 어느 하나라도 부족하면 전체 목표를 달성할 수 없기에, 미활용 자원을 효율적으로 관리하는 기술은 산업 경쟁력을 높이는 핵심 동력이 됩니다. 연구에 있어 가장 중요한 가치는 경제적 타당성과 현실성, 그리고 무엇보다 철저한 안전 관리입니다. 대형 처리 장비와 위험한 화공 약품을 다루는 환경에서 안전 수칙 준수는 연구의 지속 가능성을 결정짓는 필수 요소입니다. 하지만 실험실의 성공이 곧바로 산업 현장의 성공으로 이어지지는 않습니다. 소량 실험에서는 나타나지 않던 대형 스케일업 과정의 물류 동선이나 용액 주입 시간 같은 실질적인 문제들을 해결하는 것이 연구원들에게는 큰 도전입니다. 이러한 기술적 장벽을 극복해야만 비로소 대량 생산의 길이 열립니다. 자원 활용 기술은 탄소 중립 사회를 실현하는 데 결정적인 기여를 합니다. 탄소 배출을 줄여 환경 오염을 방지하고, 탄소 발자국을 저감하는 기술을 통해 지속 가능한 미래를 구축할 수 있습니다. 예를 들어, 전기차 배터리 재활용 연구는 편리한 세상을 만드는 동시에 환경적 부담을 덜어주는 기술적 뒷받침이 됩니다. 자원을 효율적으로 생산하고 쉽게 사용할 수 있는 체계를 갖추는 일은 미래 세대가 누릴 환경을 보호하는 길입니다. 이러한 연구는 단순한 공학적 성과를 넘어 우리 삶의 질을 높이는 사회적 가치를 지닙니다. 자원 활용 기술은 우리 삶을 지탱하는 기반이며, 자원이 없다면 현대 사회는 유지될 수 없습니다. 연구원들은 때때로 정부의 정책 방향을 설정하거나 공학자에게는 생소한 행정적 시책을 마련해야 하는 어려움에 직면하기도 하지만, 이를 올바르게 수행해야 한다는 강한 사명감을 가지고 있습니다. 자신이 수행하는 연구가 국가와 사회에 얼마나 중요한 의미를 가지는지 다시 한번 되새기며, 이들은 더 나은 세상을 만들기 위해 오늘도 연구에 매진합니다. 각자의 역할이 모여 꽃을 피우는 자원 활용 연구는 우리 미래를 밝히는 등불이 될 것입니다.

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[R&D온앤오프] 도시광산을 실현, 버려진 폐가전의 새로운 변신!

현대 사회에서 전자기기의 교체 주기가 빨라지며 발생하는 전자 폐기물은 전 세계적으로 연간 약 6,000만 톤에 달합니다. 국내에서도 매년 60만 톤 이상의 폐기물이 쏟아지고 있으며, 여기에는 금속, 세라믹, 플라스틱 등 수백 가지 물질이 포함되어 있습니다. 이를 단순히 매립하거나 소각하면 심각한 유해 물질이 발생하지만, 적절히 재활용한다면 구리, 금, 은과 같은 귀중한 자원을 얻을 수 있는 '도시 광산'이 됩니다. 특히 전자 폐기물은 천연 광석보다 경제적 가치가 10배에서 20배 이상 높아 탄소 중립을 실현할 핵심 자원으로 평가받고 있습니다. 한국지질자원연구원은 다양한 순환 자원을 단일 공정으로 처리할 수 있는 '마이크로 팩토리' 기술을 개발하고 있습니다. 이 기술은 전자 폐기물 처리 시 발생하는 악취와 다이옥신 등 유해 가스를 친환경적으로 정화하여 연구실을 클린룸 수준으로 유지할 만큼 안전합니다. 현재 경기도 화성의 업체와 기술 이전 계약을 체결하여 하루 5톤 규모의 양산 설비를 구축 중이며, 이는 개별 사업장에서 직접 폐기물을 처리할 수 있는 차세대 모델을 지향합니다. 복잡한 채광 과정을 생략하고 에너지 효율을 극대화한 이 공정은 자원 순환의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 자원 재활용에 대한 인식을 높여 우리 동네에서 발생하는 폐기물을 현장에서 직접 처리하는 시스템을 만드는 것이 최종 목표입니다. 이러한 기술 개발은 단순히 경제적 이득을 넘어 개발도상국 어린이들이 위험한 방식으로 폐기물을 처리하며 건강을 해치는 상황을 막는 데 기여할 수 있습니다. 독성 물질을 안전하게 분리하고 유용한 자원으로 되돌리는 기술을 전 세계에 보급함으로써 인류의 건강을 지키고 지구 환경을 보호하고자 합니다. 마이크로 팩토리가 성공적으로 안착한다면 우리 사회는 더욱 깨끗하고 지속 가능한 순환 경제의 가치를 실현하게 될 것입니다.

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