코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?

코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?, 시보드 블로그

코발트는 어떻게 이렇게 귀중한 자원이 되었을까?


 

세계가 화석연료에서 재생 가능한 에너지원으로 전환하기 위한 방법을 모색하고 있는 가운데, 극복해야 할 새로운 과제들이 있다. 대표적인 사례가 코발트이다. 이 천연 광물은 리튬이온 배터리의 생산에 사용된다. 최근 몇 년 동안 기술 기기, 특히 전기 자동차에 대한 수요가 증가하면서 그 가치가 급등했다. 그러나 코발트 채굴에는 나름의 과제가 있다.
 
이 갤러리에서 코발트가 왜 이렇게 귀중한 자원이 되었는지 확인해보자.

 

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코발트란?


코발트는 은빛에 푸른 빛을 띠며 광택이 있고 자성이 강한 금속으로, 이 화학원소는 ‘Co’라는 기호를 가지고 있다.

 

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코발트란?


코발트는 자연적으로 존재하는 원소다. 그것은 흙, 물, 바위, 식물, 동물에서 발견된다.

 

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코발트란?


1739년 스웨덴의 화학자 조지 브랜디가 코발트를 발견했다. 보통 구리, 철, 니켈 등 다른 원소를 채굴하는 과정에서 생긴 부산물로 회수된다.

 

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코발트는 어떻게 사용되나?


이 물질은 화학, 산업 및 군사 분야등 다양한 산업 분야에서 사용된다.

 

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코발트는 어떻게 사용되나?


가장 강력한 영구 자석으로, 즉 부식에 강하고 및 내열성이 있기 때문에 재생 가능한 풍력 발전 터빈에 필수적인 요소다.

 

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코발트는 어떻게 사용되나?


 또한 배터리와 전자, 합금과 강철의 제련, 화학 공학, 의료 장치, 심지어 예술 분야의 화려한 파란색 안료로도 사용된다.

 

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어디서 발견되나


세계 코발트 자원의 대부분은 콩고민주공화국, 러시아, 캐나다, 호주, 필리핀, 쿠바에 있다.

 

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콩고 민주 공화국


콩고민주공화국은 전 세계 코발트 공급량의 약 55%를 차지한다. 이 원소의 채굴에는 지표면과 지하 공법이 모두 사용된다.

 

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코발트 채굴


코발트 연구소에 따르면 전 세계에서 생산되는 코발트의 98%는 구리와 니켈의 부산물로 채굴된다. 해저에도 코발트 퇴적물이 많이 남아 있지만 이를 추출하는 최선의 방법을 찾기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.

 

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처리 및 추출


니켈과 구리 광석에 열/고온을 사용하여 추출하고 정제하여 하이드로메탈 (수용액을 사용하는 것) 기술에 의해 처리된다.

 

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코발트 시장


가격 상승은 코발트 시장의 성장을 촉발시켰다. 특히 콩고에서 제한된 기술을 사용하는 장인 및 소규모 채굴자의 수가 증가했다.

 

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독성이 있을 수 있다


코발트는 흡입하거나 섭취하면 독성이 있을 수 있다. 실험실에서 만든 매우 강력한 방사성 동위원소(방사선 방출)를 가지고 있다.

 

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수요가 증가하는 이유는 무엇인가?


코발트는 특별히 희귀한 상품은 아니다. 그러나 리튬 이온 배터리를 생산하는 데 사용됨에 따라 배터리 산업의 혁신이 수요를 급증시켰다.

 

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전기자동차 및 CO2 저감


코발트는 배터리에 사용되기 때문에 전기자동차 제조에 중요한 부품이다. 니켈, 구리, 흑연, 망간과 함께 이들의 생산에 사용되는 핵심 소재 중 하나이다.

 

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높은 수요


이에 따라 2030년까지 코발트 수요는 2배로 늘어날 것으로 예상되는데, 전기차 수요가 증가하고 주요 나라들의 청정운전 장려책이 뒷받침되고 있기 때문이다.

 

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코발트 촉매


코발트는 석유나 화학 공업에서 석유의 황을 제거하는 촉매제로 쓰인다. 다시 말하지만 코발트를 촉매로 하는 방법은 이것뿐만이 아니다.

 

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코발트 촉매


코발트 촉매는 또한 다른 산업 공정을 에너지 효율적으로 만들 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르 생성을 위한 활성화 에너지를 낮춤으로써 온실가스 출력을 감소시킨다.

 

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코발트 촉매


코발트 화합물을 함유한 촉매는 판매가 허용되기 전에 디젤 및 가솔린 자동차에서 나오는 황 및 아산화질소 배출을 줄이는 데 사용된다.

 

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광물이 직면한 문제점


재생에너지로의 전환에 직면한 광물 문제의 예로 코발트를 들 수 있다. 코발트의 채굴은 환경적, 사회적 문제를 안고 있지만 전환을 지지한다.

 

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공급망 장애


 콩고는 전 세계적으로 코발트의 주요 공급원이다. 그러나, 그 나라는 정치적인 그리고 경제적인 불안정으로 고통을 받고 있고, 그 결과, 높은 범죄율과 시민 불안이 있다.

 

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코발트 생산


2021년에는 전 세계 코발트 공급량의 60~70%가 콩코에서 생산되었다. 대부분이 구리 채굴의 부산물이지만 코발트의 또 다른 공급원은 장인 광부들이다.

 

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장인 광부들


장인 광부들은 공업이나 기계화 생산수단을 통해 추출한 광석보다 더 높은 등급의 광석을 손으로 파낸다. 콩고의 장인 광부들은 세계 2위의 광물 생산국인 러시아보다 더 많은 코발트를 생산한다.

 

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위험한 채굴


장인 광부들이 운영하는 작은 광산은 위험하고 주변을 오염시킬 수 있다. 채굴과 정제 과정은 다양한 건강 문제와도 관련이 있다.

 

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위험한 채굴


사고, 과잉 노동, 유독성 화학물질 및 가스 노출 등은 잘못된 채굴 조건에 있는 작업자들에게는 큰 가능성이다.

 

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우랴늄의 노출


콩고에 있는 코발트와 구리의 매장 지역 또한 많은 양의 우라늄을 포함하고 있다. 광산 지역에서 과학자들은 높은 수준의 방사능에 주목했다.

 

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채굴은 지속될 것이다


코발트 기반 배터리의 수요를 고려할 때 대규모 광업 산업과 장인 광업 모두 한동안 머물 곳으로 보인다.

 

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채굴은 지속될 것이다


2020년 세계경제포럼(WEF) 백서는 콩고의 장인 코발트 채굴 현황을 개괄하고 산업을 공정하고 안전하게 만들기 위한 권고사항을 제시했다.

 

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가격 폭등


기술 기기 수요가 급증한 팬데믹 기간 동안 코발트 가격은 톤당 5만3천 달러로 10년 만에 최고가를 기록했다.

 

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코발트 없는 배터리?


코발트 문제가 계속되면서 일부 기업들은 전기차용으로 코발트가 없는 배터리를 개발하고 있는데, 이는 보다 지속 가능한 대안으로 제시되고 있다.

 

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