미래를 달린다! 하이브리드, 전기자동차의 핵심 원료 희토류 디스프로슘

 

 

 

어제 있었던 대한민국vs러시아의 본선 첫 경기로 월드컵 열기가 한층 뜨거워지고 있습니다. 축구를 사랑하는 수많은 국가들은 자존심을 걸고 한판승부를 겨루며 전 세계 축구팬들의 마음을 졸이곤 하는데요. 특히 피파랭킹 1위에 빛나는 스페인의 경우 첫 경기에서 쓴 맛을 봐야 했지만 아직까지도 다른 경쟁 국가들이 가장 두려워하는 막강한 나라가 아닐까 싶습니다.

 

 

하지만 스페인이 단지 축구강국으로 유명한 것은 아닌데요, 효율적인 에너지 발전을 하고 있는 선진국으로,  올해 전기자동차를 100만대까지 늘리며 녹색에너지를 활용하는 모범사례로 꼽히고 있는데요. 친환경국가 스페인을 비롯해 전 세계가 주목하는 전기자동차의 핵심 원료인 ‘디스프로슘’에 대해 알아볼게요.

 

 

여러 용도로 사용되지만 얻기는 어려운 ‘디스프로슘(Dy)’

 

 

‘디스프로슘’, 너무도 생소한 단어죠? ‘디스프로슘’은 정말 많은 용도로 사용되고 있지만 너무도 미세하고 분리해내기 어려운 원소이기 때문에 어디에 어떻게 쓰이는지 알 수는 없는데요.

 

 

‘디스프로슘’이란 원자번호 66, 화학 원소 기호 Dy, 희토류 원소 중 자성이 강한 원소로 1886년 프랑스의 부아보드랑에 의하여 발견되었습니다. 이는 그리스어 ‘Dysprositos’의 ‘얻기 어려운’이라는 말을 따서 지어진 이름이며, 대부분 화강암 광산 속에 들어 있으나 순수한 홑원소 물질은 얻어 내지 못하고 있습니다. 과거 디스프로슘을 얻기 위해 많은 과학자들은 아주 어려운 분리과정을 거쳐 힘겹게 이를 얻어내곤 했었는데요.

 

 

 

디스프로슘은 하이브리드 자동차의 전기 모터나 풍력 발전기 터빈 등에 사용하며 고온 성능을 향상시키는데 주로 사용되는데, 이는 앞으로의 녹색에너지 개발에서 핵심적인 희토류 금속으로 여겨지고 있습니다.

 

 

또한 원자로의 제어봉, 하드디스크 데이터 저장 매체, 자기 변형 합금, 전자 및 레이저 재료 등으로 사용되기도 하는데요. 디스프로슘은 어떤 특징을 지녔기에 이렇게 많은 곳에 이용되는지 깊이 있는 내용 알아보겠습니다.

 

 

디스프로슘은 어떤 특징을 가지고 있을까?

 

 

디스프로슘은 밝은 은색 광택이 나는 금속으로, 실온에서는 화학 반응성이 적으며 공기에 노출되면 느리게 산화되는 특징을 가지고 있습니다. 주로 뜨거운 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키고 수산화디스프로슘(Dy(OH)3)이 되는데요.

 

 

 

 

땅과 바다, 태양계까지 골고루 분포되어 있는 디스프로슘은 주로 모나자이트, 희토류 광, 중국 남부의 광물에서 생산되고 있습니다.

 

 

전기자동차의 핵심 원료 ‘디스프로슘’

 

 

하이브리드 자동차와 전기 자동차의 전기 모터, 풍력 발전기 터빈, 발전기 등에는 디스프로슘이 주요 원료로 쓰이고 있습니다. 하지만 전기자동차의 공급량은 많으나 디스프로슘을 쉽게 얻을 수 없어 이것 또한 미래에 우려되는 부분이 되기도 하죠.

 

 

 

때문에 최근 수년 사이 가격이 가장 많이 오른 희토류 금속이 디스프로슘이기도 했는데요. 전체 희토류 생산량 중 디스프로슘이 차지하는 비율은 대략 0.9%이고, 연간 디스프로슘 생산량은 약 1400톤입니다.

 

 

대표적인 청정에너지 기술인 풍력 발전기에는 보통 4~5%의 디스프로슘을 사용하고, 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 11%를 사용하기도 합니다. 하이브리드 자동차 1대당 사용되는 디스프로슘 양은 약 100g으로, 하이브리드 자동차 생산 증대가 최근 수년 간 디스프로슘의 수요와 가격을 상승시킨 주요 요인이라고 볼 수 있습니다.

 

 

앞으로 전 세계적으로 상용화 될 전기자동차! 녹색에너지가 개발되고 확대됨에 디스프로슘 공급 부족은 녹색에너지 기술 확대에 장애 요인이 될 수도 있습니다. 쉽게 얻을 수 없는 만큼 더 값지기 때문에 이를 얻어내려는 노력은 계속해서 이어져야 하지 않을까 싶은데요. 에코 도시를 만들기 위해 반드시 필요한 전기자동차와 주요 공급 원료인 디스프로슘의 원활한 공급이 이루어졌으면 좋겠습니다~

 

 

이미지출처_클립아트코리아