▲ ▲출원인별 출원 현황. ▲출원인별 출원 현황

해수에서 리튬을 추출하는 기술 관련 특허가 급증하고 있다.

특허청(청장 김호원)에 따르면 해수에서 리튬을 회수하는 기술에 관한 특허출원은 총 37건이며 2000년 이전에는 4건에 불과했다. 그러다 2001년에서 2010년까지 18건이 출원됐다가 지난해에만 15건으로 그 출원건수가 급격히 증가한 것으로 밝혀졌다.

국가별로는 우리나라가 33건(약 90%)으로 대부분을 차지했고, 출원인별로 보면, 한국지질자원연구원(13건, 35%), 포항산업과학연구원(11건, 30%)이 다출원인으로서 기술개발을 주도하고 있는 것으로 조사됐다.

리튬은 높은 에너지 저장 밀도와 가벼운 중량으로 휴대전화, 노트북 PC, 캠코더와 같은 이동형 전자기기와 최근 상용화 단계에 들어선 하이브리드형 전기자동차의 배터리 원료, 항공기용 경합금 원료, 핵융합로 원료인 삼중수소의 증식재 그리고 대용량 전기에너지 저장장치의 원료로도 사용되므로 그 중요성이 계속 증가해 국가적인 차원에서 자원 확보가 대단히 중요하게 부각되고 있다.

이러한 다양한 쓰임새에도 불구하고 육상에 매장돼 상업적으로 채굴 가능한 리튬은 410만톤 정도로 향후 7~8년 내에 고갈될 전망이다. 특히 세계 매장량 중 약 50%를 볼리비아가 차지하고 그 대부분이 유유나 염호에 집중돼 있을 정도로 지역별 편중이 심하다. 나머지도 칠레, 중국, 아르헨티나, 호주, 미국의 사막지대 염호에 제한돼 있다.

그러나 바닷물에는 약 2,300억톤에 이르는 어마어마한 양이 녹아 있는 것으로 알려지면서 연간 1억톤 가량의 리튬을 전량 수입에 의존하고 있는 우리나라에서 바닷물 1리터당 0.17mg 녹아있는 리튬을 선택적으로 그리고 효율적으로 회수할 수 있는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.

통상 해수에서 리튬을 추출하는 과정은 해수에 흡착제를 투입해 리튬을 흡착한 후 흡착제에서 리튬이온을 탈착하고 농축하는 과정을 거치게 된다. 따라서 해수에서 리튬을 추출해 상업적으로 이용할 수 있기 위해서는 리튬 흡착제의 성능을 어떻게 높이는가에 그 성패가 달렸다고 볼 수 있다. 이는 리튬 흡착제 관련 특허출원이 21건으로 해수에서 리튬을 추출하는 기술에 대한 전체 출원 중 약 60% 정도를 점하는 것에서도 그 중요도를 알 수 있다.

구체적으로 리튬 흡착제로 사용되는 망간 산화물의 제조에 관련된 기술(6건), 망간 산화물 흡착제에 세라믹 필터, 중공사막 필터, 세폭직물 필터, 이온교환 섬유 필터 등을 병행 사용하는 것에 관한 기술(8건), 허니컴이나 이온체형 등의 망간 산화물 흡착제의 형태에 관련된 기술(2건), 망간 산화물 흡착제에 분리막 레저버 시스템을 적용하여 고성능 흡착제를 제조하는 기술 (1건), 유기-무기 하이브리드 중간세공 분자체를 흡착제로 이용하는 기술(1건) 등의 흡착제 관련 기술이 출원됐으며, 이외에 선택적 투과막, 분리막 등의 고분자막이나 전기분해를 이용하거나 흡착제 이외의 다른 물질을 첨가해 해수에서 리튬을 추출하는 기술 등도 출원됐다.

특허청 관계자는 “지난해 한국지질자원연구원과 포스코가 공동으로 강릉시에 해수리튬연구센터를 준공하고 실제 해역에서의 실증연구에 착수하며 2014년까지 연 30톤의 탄산리튬을 추출하는 플랜트를 건설해 상용화할 예정이어서 관련 특허출원과 리튬 회수 산업의 경쟁력은 한층 강화될 것”이라고 밝혔다.