전기차의 핵심 요소인 이차전지는 양극재의 소재에 따라 원가와 성능이 크게 좌우된다. 양극재 제조에 필수적인 전구체는 엄청난 양의 물과 화학물질을 사용해 만들어지는데, 이 과정에서 대량의 폐수가 발생한다. 전구체 1톤을 생산하고 나면 약 50톤의 폐수가 발생하며, 이 폐수에는 심각한 생태독성 유발 물질인 니켈, 망간, 코발트 등의 중금속과 다량의 염이 포함되어 있다. 따라서 이차전지 산업폐수는 염·폐수라고 불린다.
양극재의 전구체 생산공장들은 하루에 평균 1만 톤 전후의 염·폐수를 발생시킨다. 슬러지 부산물은 보통 염·폐수량의 약 10% 이상으로 발생하기에, 하루에 발생하는 부산물은 약 1천 톤가량이다. 이러한 부산물은 매일매일 발생하므로, 우리는 이 산업폐기물이 될 부산물을 반드시 해결해야만 하는 상황에 직면하고 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해 한국의 기업 카리(KARI; Korea Aqua Resource Innovation)는 자체 개발한 염·폐수 처리 및 부산물 자원화 특허 기술을 상용화하고 있다. 카리의 기술은 이차전지 염·폐수를 단순히 정화하는 데 그치지 않고, 염·폐수 속에 포함된 물질과 부산물을 고부가가치 제품으로 업사이클링하는 데 중점을 둔다.
첫째, 카리의 기술은 염·폐수 내 중금속과 염을 제거해 생태독성(Toxicity Unit, TU)을 1 이하로 낮춘다. 이를 통해 염·폐수는 안전하게 방류되거나 전구체 제조 공정에서 용수로 재사용될 수 있다.
둘째, 염·폐수에 포함된 염류(황산염, 나트륨염)를 고순도 물망초(수화 황산나트륨)로 결정화하여 제거하는 기술을 통해 고부가가치 자원을 생산한다. 물망초는 화학 실험, 종이 제조, 비누 생산 등 다양한 산업 분야에서 사용된다.
[그림1] 이차전지 고농도 염·폐수의 적정 처리 및 자원화
이러한 카리의 혁신적인 기술은 환경 문제를 해결하는 데 그치지 않고, 지속 가능한 경제적 가치를 창출하여 전기차 산업의 지속 가능성을 높인다. 카리의 기술은 폐수를 자원으로 전환하여 새로운 부가가치를 창출함으로써 친환경 순환 경제(eco-cycle)를 구현하는 데 기여하기 때문이다. 이는 미래 세대를 위한 지속 가능한 선택이자 우리가 나아가야 할 방향이라고 전망된다.
