2025-11-12
전기 자동차와 에너지 저장 시스템의 등장으로 리튬에 대한 수요가 급증함에 따라 과학자들은 중요한 배터리 소재의 막대한 매장량이 아직 개발되지 않은 채 남아 있는 바다로 눈을 돌리고 있습니다.
고성능 배터리에 필수적인 경량 금속인 리튬은 육상 자원이 줄어들고 추출 방법이 환경 문제를 야기함에 따라 공급 제약이 커지고 있습니다. 육지 매장량의 거의 5,000배에 달하는 약 1,800억 톤의 리튬을 함유하고 있는 바다는 해결책을 제시할 수 있지만 이를 추출하는 것은 엄청난 기술적 과제를 안겨줍니다.
바닷물에는 약 0.17ppm의 리튬이 함유되어 있으며, 이는 육지 염원보다 1000배 더 묽습니다. 더욱이 리튬이온에는 화학적 성질이 유사한 나트륨, 마그네슘, 칼륨 이온이 훨씬 더 많이 동반되어 있어 선택적인 추출이 매우 어렵습니다. 태양열 증발(소금 평원에서 사용) 또는 산 침출(단단한 암석 광석에서)과 같은 현재의 상업적 방법은 해수 농도에서는 경제적으로 실행 불가능하다는 것이 입증되었습니다.
전 세계 연구자들은 이러한 장애물을 극복하기 위해 혁신적인 접근 방식을 개발하고 있습니다.
선택적 흡착제:리튬-알루미늄 층 이중 수산화물 및 리튬 망간 산화물과 같은 첨단 소재는 리튬 이온을 우선적으로 포획할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 일본 과학자들은 최근 바닷물에서 90%의 리튬 회수를 달성한 이러한 물질을 사용하는 시스템을 시연했습니다.
전기화학적 방법:정밀하게 조정된 전기장을 적용함으로써 연구자들은 경쟁 이온을 배제하면서 특수 멤브레인을 통해 리튬 이온을 구동할 수 있습니다. 2023년 연구자연 에너지이 접근 방식은 기존 방법에 비해 에너지 소비를 60%까지 줄일 수 있음을 보여주었습니다.
막 분리:리튬 선택성 채널을 갖춘 새로운 나노여과막이 개발되고 있습니다. 현재 프로토타입은 내구성 문제에 직면해 있지만 이론적 모델에서는 경쟁력 있는 비용으로 결국 99% 순도를 달성할 수 있다고 제안합니다.
성공적인 해수 리튬 추출은 글로벌 공급망을 변화시킬 수 있습니다. 건조한 지역에서 광범위한 물 사용이 필요하고 독성 부산물을 생성하는 육상 채굴과 달리 해양 채굴은 기존 인프라를 사용하여 담수화 플랜트와 함께 배치될 수 있습니다. 예비 수명주기 평가에 따르면 해수 리튬은 기존 공급원보다 탄소 배출량이 30~40% 더 작을 수 있습니다.
상당한 기술 및 확장 문제가 남아 있지만 잠재적인 보상으로 인해 정부와 기업 모두에서 투자를 유치했습니다. 배터리 수요가 기하급수적으로 계속 증가함에 따라 해양은 머지않아 청정 에너지 미래를 뒷받침하는 중심 역할을 하게 될 것입니다.
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