전 세계 육지에서 상업적으로 채굴할 수 있는 리튬은 410만t에 불과하다. 반면 바다에 녹아 있는 리튬의 양은 2300억t에 이른다. 바닷물은 마르지 않기 때문에 끊임없이 리튬을 캐낼 수 있다.

바닷물 1ℓ에는 0.17㎎의 리튬이 녹아 있다. 극히 소량이다. 2차전지(충전식전지)를 만드는 데 필요한 리튬만 바다에서 뽑아내는 기술은 ‘21세기 연금술’로 불릴 만큼 까다롭다. 실용화도 어렵다. 그런데 이 기술을 대한민국이 갖고 있다. 20년 먼저 연구를 시작한 일본의 기술보다 효율이 30% 높고 친환경적이라는 평가까지 받고 있다.

상용화도 착착 진행 중이다. 지난달 국토해양부와 포스코는 올해부터 2014년까지 5년간 300억원을 투자해 연간 2만~10만t에 이르는 리튬을 생산할 수 있는 공장을 짓기로 했다.

세계 최고 수준으로 인정받는 한국의 리튬 추출기술은 일본을 타산지석으로 삼았기에 탄생할 수 있었다. 한국지질자원연구원의 정강섭 박사팀은 2000년 리튬 연구에 뛰어들었다. 일본보다 무려 20년이나 뒤처진 상태였다. 정 박사는 일본 기술의 단점을 집중적으로 분석했다.

바닷물 속에 녹아 있는 마그네슘, 나트륨 등 광물 가운데 리튬만 뽑아내려면 흡착제가 필요하다. 리튬 흡착제는 지름이 10㎛ (10만분의1m) 정도로 매우 고운 분말상태라 물에 쉽게 녹아 버린다. 이것이 녹지 않도록 하는 게 핵심기술이다. 일본은 흡착제를 폴리염화비닐(PVC)로 감싸 검정콩 모양으로 빚는 방법을 썼다. 그러나 이물질을 섞었기 때문에 흡착 성능은 떨어지고 폐기할 때 막대한 비용이 들어갔다. 바다 환경에도 좋지 않았다.

정 박사팀은 수많은 시행착오 끝에 녹차 티백에서 힌트를 얻어 흡착제를 만들었다. 바닷물은 통과할 수 있지만 분말은 빠져나갈 수 없는 촘촘한 그물막에 흡착제를 넣은 것. ‘분리막 레저버 시스템’이란 이름이 붙은 고성능 흡착제 제조기술 덕분에 흡착 분말 1g당 45㎎의 리튬을 뽑아낼 수 있었다. 일본 기술보다 30% 높은 효율이다. 또 성능 저하 없이 무제한 반복사용이 가능한 친환경 기술이다. 정 박사팀이 연구 10년 만인 지난해 5월 거둔 성과다.

기술의 활용가치도 뛰어나다. 울진, 월성, 고리 등 6대 원자력발전소와 화력발전소에서 냉각수로 사용된 뒤 버려지는 바닷물에서 리튬을 추출할 수 있다는 것. 국토해양부는 이를 통해 연간 2만t의 탄산리튬(전지에 사용되는 리튬)을 생산, 2억달러(약 2260억원)의 수입대체 효과를 거둘 것으로 예상했다.

일본은 바닷물 리튬 추출 기술을 상용화하지 못하고 있다. 육지에서 리튬 광석을 캐는 것보다 비용이 5배나 높다는 계산 때문이다. 일본 국립선진산업과학기술연구소 오이 겐타로 연구원은 파이낸셜타임스와의 인터뷰에서 “전기차가 확산되기 전에는 바닷물 추출이 필요할 만큼 리튬 수요가 많지는 않을 것”이라면서 “우리는 (리튬) 가격이 오르기를 기다리고 있다.”고 말했다.

오달란기자 dallan@seoul.co.kr