전기자동차 시장이 급격히 성장하면서 '도시광산'이라 불리는 폐배터리 재활용 산업이 새로운 유망 분야로 주목받고 있습니다. 전기차는 친환경성과 경제성 덕분에 매년 수요가 늘고 있으며, 이에 따라 수명을 다한 배터리 처리 문제도 중요한 과제로 떠올랐습니다. 폐배터리에는 리튬, 코발트, 니켈 등 고가의 희귀 금속이 포함되어 있어 이를 회수하는 기술은 자원 안보와 경제적 가치 측면에서 매우 중요합니다. 완성차 업계가 직접 이 시장에 뛰어드는 이유도 바로 이러한 자원 순환의 매력 때문입니다.

리튬 이온 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하며 전기를 발생시키는 이차전지입니다. 충전 시에는 리튬이 양극에서 음극으로 이동하고, 방전 시에는 다시 음극에서 양극으로 돌아오는 과정을 반복하며 에너지를 저장하고 방출합니다. 이 과정에서 효율을 극대화하기 위해 코발트, 망간, 니켈 등의 희귀 금속을 정교하게 배합하여 양극재 구조를 만듭니다. 특히 코발트는 성능 유지에 필수적이지만 매장량이 적고 가격이 매우 비싸기 때문에, 폐배터리에서 이를 효율적으로 회수하는 것이 재활용 산업의 핵심 과제입니다.

2019년 노벨 화학상을 받은 세 명의 교수는 리튬 이온 배터리의 가능성을 발견하고 현재의 이차전지 구조를 완성하여 전 세계적인 시장의 문을 열었습니다.

전기차가 친환경 이동수단으로 각광받고 있지만, 배터리 원료를 채굴하는 과정에서는 심각한 환경 오염과 인권 문제가 발생하기도 합니다. 리튬이나 코발트를 채굴할 때 막대한 양의 물이 소비되고 지하수가 오염되며, 동식물의 서식지가 파괴되는 등 생태계에 악영향을 미치는 경우가 많습니다. 이러한 비판 속에서 폐배터리를 재활용하거나 재사용하는 방식은 환경 보호와 에너지 효율 측면에서 가장 현실적인 대안으로 평가받고 있습니다. 지속 가능한 경영을 위해 기업들은 이제 배터리의 생애 주기 전반을 관리해야 하는 시점에 도달했습니다.

폐배터리 활용 방식은 잔존 성능에 따라 크게 세 단계로 나뉩니다. 성능이 80% 이상인 경우 수리하여 다시 사용하는 재제조가 가능하며, 60~80% 수준인 배터리는 에너지 저장 장치(BESS)나 무정전 전원 장치(UPS)로 재사용됩니다. 특히 BESS는 전기차에서 나온 배터리를 층층이 쌓아 대규모 전력을 저장할 수 있어 글로벌 자동차 기업들이 앞다투어 진출하는 분야입니다. 성능이 60% 이하로 떨어져 더 이상 전지로 쓰기 어려운 경우에는 파쇄 후 화학적 공정을 거쳐 유가 금속을 추출하는 재활용 단계로 넘어가게 됩니다.

재활용 과정에서 금속을 추출하기 위해 강한 산성 용액을 사용하는 습식 제련 방식이 주로 쓰이는데, 이 과정에서 발생하는 이차 오염을 줄이는 것이 향후 기술 개발의 관건입니다. 최근에는 국내 연구진을 통해 순도 높은 리튬과 코발트를 추출하는 기술이 확보되는 등 고무적인 성과가 나타나고 있습니다. 앞으로 폐배터리가 쏟아져 나올 시대를 대비해 민간의 참여를 독려하는 제도적 뒷받침과 친환경적인 추출 공정 연구가 병행되어야 합니다. 도시에서 자원을 얻는 도시광산 산업은 미래의 핵심 먹거리로서 우리 경제의 중요한 축이 될 것입니다.