알루미늄 제련시에 산소를 방출하는 새로운 방법 개발중

비행기와 자동차의 바디, 맥주 깡통에서부터 스마트폰의 프레임 등, 생활 속에서 폭넓게 사용되고있는 금속 알루미늄은, 원료를 녹여 정제 할 때 대량의 이산화탄소를 만들어낸다.



온실 효과 가스이기도 한 이산화탄소의 삭감이 세계적으로 주장되는 가운데 대형 알루미늄 제조 업체 2개사는 이산화탄소 대신 산소를 방출하는 정제 방법의 개발을 진행하고 있다.


새로운 기술의 개발을 진행하고 있는 것은, 대형 알루미늄 업체 Alcoa와 다국적 광산 기업 Rio Tinto의 2개사이다. 알루미늄 제련 방법은, 19세기에 미국의 찰스 마틴 홀과 프랑스의 폴 엘이 거의 동시에 독자적으로 고안 한 홀 엘 법이 널리 사용되고 있으며, 기본적인 방법은 100년 이상 변화하지 않았지만, 이 방법은 "많은 이산화탄소가 방출된다"라고하기 때문에, 21세기에는 간과하기 어려운 특징을 갖추고 있다.




알루미늄은, 원료가 되는 보크 사이트를 전기 분해하는 것으로 정제되어 제품이 되는 것이지만, 이 전기 분해시 탄소에 의한 전극이 사용된다. 



섭씨 900도의 고온에서 산화 알루미늄은 순도가 높은 알루미늄으로 거듭 날 것이지만, 그 때 산화 알루미늄으로부터 방출 된 산소 분자가 전극의 탄소와 반응하여 이산화탄소가 탄생하게 된다. 그 양은 결코 간과 할 수있는 것이 아니라, 제품의 알루미늄 1톤 당 약 13톤의 이산화탄소가 방출되는 것으로 알려져 있다.




이 과제를 해결하려는 돌파구가, Alcoa가 탄소를 사용하지 않는 불활성 전극 소재를 발견 했기 때문에 소개하려고 한다. 소재의 상세한 내용에 대해서 Alcoa는 분명하게 밝히지는 않고 있지만, 새로운 전극을 사용함으로써 알루미늄 정제시의 이산화탄소 배출이 제로가되고, 반대로 산소가 방출하는 것이 가능해진다는 것. Alcoa는 Rio Tinto와 함께 새로운 벤처 "Elysis"를 설립하고, 이 수법을 상업적 수준으로 실용화하는 것을 목표로하고 있다.



새로운 정제 방법의 개발에는 Apple도 관여하고 있다. 매년 약 8000만 대의 iPhone을 출시하고, MacBook과 같은 제품의 프레임 부분에 많은 알루미늄을 사용하고 있는 Apple은 새로운 벤처에 약 1010만 달러를 출자하고 있다. 대량의 알루미늄을 사용하고 있는 Apple에서는, 기업 활동을 할 때 관여하는 것으로 간주되는 탄소 배출량 중 24%가 알루미늄의 사용에 의한 것으로 되어있으며, 기업의 사회적 책임을 다하는 것으로, 환경 부하가 적은 알루미늄을 사용하는 것은 큰 효과가 있다.


이 신기술이 상업화되는 것은 2024년경으로, 여전히 친근하고 "깨끗한 알루미늄"을 사용할 날이 방문하기 까지는 시간이 걸릴 모양이다. 또한 Alcoa가 개발 한 신소재가 어떤것으로 되는지, 이산화탄소 대신 다른 물질이 배출되는 것은 아닌지, 전력 효율이 떨어지는 것으로 전력 소비량이 증가하고, 발전에 의한 이산화탄소 배출 양이 증가하지 않는 것인지 등 종합적인 관점의 평가가 중요 할 수 있지만, 일단은 새로운 기술이 개발되고 있기때문에 결과가 좋았으면 좋겠다.