석유 찌꺼기에서 배터리 소재 '흑연' 뽑아낸다

화학연 연구진은 흑연 제조물질인 피치를 석유화학부산물에서 뽑아내는 기술을 개발했다. 한국화학연구원 제공.

흑연은 연필심의 재질로 알려져있지만 배터리의 원료로도 쓰여 스마트폰, PC, 전기자동차 등 첨단기기를 만드는데도 필수적이다. 인조흑연을 생산하려면 ‘피치’라는 탄소화합물을 고온으로 처리해 생산하는데, 어느 쪽이든 적잖은 에너지가 필요해 환경오염의 원인이 돼 왔다.

임지선 한국화학연구원 탄소산업선도연구단장팀은 석유화학제품을 제조한 후 버려지는 ‘잔사유’를 가공해 인조흑연을 만들 수 있는 기술을 국내에서 처음으로 개발했다. 환경오염 물질인 잔사유를 값진 자원으로 바꾸는데 성공한 것이다.

이같은 기술을 보유한 국가는 미국, 일본, 독일 정도다. 이 때문에 국내에선 석유공정 부산물은 그대로 패기하고 흑연 제조에 필요한 피치나 흑연을 다시 수입해 써야 했다. 인조흑연은 수입 단일품으로는 최대 규모로 1개월 수입량만 600만 달러를 넘어선다.

임 단장팀은 피치의 화학구조상 석유화학 공정에서 나오는 부산물로부터 제조가 가능하다는 점에 주목하고 관련 기술을 연구했다. 국내에서 피치 제조가 가능해짐에 따라 관련 수입역시 큰 폭으로 줄어들고 나아가 수출도 가능할 것으로 기대하고 있다. 

연구진은 이 기술을 국내 기업인 ‘동양환경’에 기술이전해 즉시 상용화를 시작할 계획이다.  이번에 개발한 기술은 제조과정에서 특성을 자유자재로 조절할 수 있다. 또 중국이나 인도 등에서 생산되는 저가 피치보다도 가격 경쟁력이 우수할 걸로 보인다. 피치를 만들려면 400~600도의 열과 전기가 필요한데, 연구팀은 동양환경의 생산공정에 가장 특화된 공정기술을 추가로 개발했다. 다른 화학제품을 생산하는 과정에서 얻을 수 있는 열을 활용할 수 있어 보다 낮은 가격에 피치 생산이 가능할 것으로 보고 있다.

임지선 단장은 “앞으로 인조흑연 국내 생산 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대되며, 자원 확보와 수입 대체로 인한 사회‧경제적 효과를 창출할 수 있다”고 말했다.

[전승민 기자 enhanced@donga.com]