[탄소 톺아보기] "열명 중 일곱명 사용 중인 무선 이어폰"...리튬 배터리 재활용 방안은 부족?
[탄소 톺아보기] "열명 중 일곱명 사용 중인 무선 이어폰"...리튬 배터리 재활용 방안은 부족?
  • 곽지우 기자 jiwoo94@dailyenews.co.kr
  • 승인 2022.08.29 00:00
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무선 이어폰에 사용되는 초소형 리튬 배터리 수명 2년...재활용 시 새 배터리 제조보다 비용 부담 커
연도별 폐리튬이온배터리 발생량 (그래프=데일리e뉴스)
연도별 폐리튬이온배터리 발생량. (그래프=데일리e뉴스)

무선 이어폰 시장이 매년 성장세를 보이며 사용 후 버려지는 폐배터리 문제가 떠오르고 있다.

초기 '콩나물 같다'는 혹평을 듣던 무선 이어폰은 스마트폰과 함께 지속적으로 성장하며 이제 없어서는 안 될 필수품으로 자리잡았다.

애플이 처음 에어팟을 선보인 2016년, 무선 이어폰의 판매량은 100만 대 수준이었으나 2020년 2억3000만대를 기록, 지난해에는 3억대까지 성장했다. 열명 중 일곱명은 무선 이어폰을 사용하는 셈이다. 

유선 이어폰과 달리 선이 꼬일 염려가 없고 과거와 달리 스마트폰 제조사들이 이어폰 유선 포트를 제거한 것이 큰 영향을 미쳤다. 또한 유선 이어폰 못지 않은 음질과 통화 품질 개선도 소비자들에게 인기를 끈 요인이었다.

다만 높은 편의성과 달리 무선 이어폰은 재활용이 쉽지 않다.

무선 이어폰에 들어가는 배터리는 가볍고 오랜 시간 사용이 가능해야 하며 반복되는 충전에도 균일한 품질을 유지해야 하기 때문에 초소형 리튬 배터리를 사용한다.

이때문에 무선 이어폰은 유선 이어폰과 달리 약 2년 정도 사용한 후에는 배터리 수명이 40%까지 떨어지게 된다. 특히 무선 이어폰에 들어가는 리튬 배터리는 크기가 작아 교체도 쉽지 않다.

무선 이어폰을 사용할 경우 소비자는 2년마다 폐배터리를 생산하는 게 되는 것이다.

무선 이어폰에 들어가는 리튬 배터리는 크기가 작아 사실상 재활용이 불가능하다. (사진=PixaBay)

리튬 배터리는 납 배터리와 달리 기존 방식으로 재활용이 불가능하다.

기존의 배터리는 공장에서 분쇄해 가루로 만들어 재활용한 후 산성 물질로 용해하는데 리튬 배터리는 폭발하기 쉬운 물질이 포함돼 조심스러운 분해 과정이 필요하다. 

또한 리튬 배터리를 분해하고 재활용하는 것이 새 배터리 제조보다 비싸, 사용 후 버려진 배터리 중에서 재활용되는 것은 약 5% 수준에 불과하다.

영국 레스터 대학의 물리 화학자인 앤드류 애보트는 "단순히 모든 것을 잘게 부수고 복잡한 혼합물을 걸러내는 기존 방식은 비용은 많이 들고 결과물의 가치는 낮다"며 기존의 배터리 재활용은 경제성이 떨어진다고 지적했다.

재활용되지 않는 대부분의 리튬 배터리는 매립되는데 이 경우 환경에 치명적이다. 리튬 배터리를 구성하는 물질 중 리튬과 산화코발트, 망간 및 니켈 등의 성분은 유독물질로 지정된 성분이다. 매립할 경우 전해액과 중금속이 토양과 지하수를 오염시킬 수 있다.

리튬 배터리에 들어가는 니켈, 리튬 등의 원자재 값이 폭등하며 폐배터리를 재활용하는 다양한 연구가 활발히 추진되고 있다.

국내에서는 대표적으로 포스코가 폐배터리에서 니켈, 리튬, 코발트 등을 추출 재활용하는 사업을 진행하고 있다. 유럽 이차전지 공장의 폐전지 스크랩을 파쇄, 선별해 블랙 파우더로 가공 후 재활용 하고 있다.

영국의 패러데이 연구소가 리튬이온배터리를 초음파로 분해하는 방법을 개발했다. (사진=패러데이 연구소)
영국의 패러데이 연구소가 리튬이온배터리를 초음파로 분해하는 방법을 개발했다. (사진=패러데이 연구소)

해외 연구진은 배터리를 친환경적으로 분해하는 연구에 초점을 맞추고 있다.

영국의 페러데이 연구소는 초음파를 이용해 폐리튬이온배터리를 안전하게 분해하는 연구를 진행하고 있다. 연구소의 발표에 따르면 배터리 표면에 초음파를 집중시켜 작은 기포를 만들고 표면을 덮고 있는 코팅을 파괴하는 방식이다.

아울러 장기적으로 환경에 문제가 되지 않을 친환경 소재의 배터리 개발도 추진하고 있다.

텍사스 A&M대의 연구진은 리튬이온배터리 제조에 유기물을 적용하여 분해가 가능한 폐배터리를 개발하고 있다. 연구진은 유기물이 적용된 리튬이온 배터리는 대부분이 분해 가능한 소재로 재활용이 쉬워 현재 리튬 배터리와 달리 대부분의 소재들이 재활용 가능하다고 설명했다.

[데일리e뉴스= 곽지우 기자] 


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