[이미디어= 황원희 기자] 최근 연구진에 의하면 독성 석탄 폐기물 내부에 숨겨진 청정 에너지에 필요한 거대한 희귀 금속을 발견했다고 밝혔다.

지구상에서 가장 큰 오염원인 화석 연료를 태워서 남은 수백만 톤의 석탄재가 연못과 매립지에 쌓여 수로로 침출되면서 토양을 오염시킬 수 있다. 그러나 이 독성 폐기물은 전 세계를 청정 에너지로 이끄는 데 필요한 희토류 원소의 보물창고가 될 수도 있다.

오스틴 텍사스 대학교가 주도한 최근 연구에 따르면 과학자들이 미국 전역의 발전소에서 생산된 석탄재를 분석한 결과, 미국내 매장량의 거의 8배에 달하는 최대 1,100만 톤의 희토류 원소가 약 84억 달러에 달할 수 있다고 밝혔다,

연구 저자인 오스틴 텍사스 대학교의 지구과학대학 연구 교수인 브리짓 스캔론은 새로운 채굴 없이도 미국내 희토류 원소의 엄청난 잠재적 공급원을 제공할 수 있다고 말한다.

소위 희토류는 지구의 핵에 존재하는 스칸듐, 네오디뮴, 이트리움과 같은 이름을 가진 금속 원소 클러스터이다. 이는 전기 자동차, 태양광 패널, 풍력 터빈 등 청정 기술 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있다.

이러한 금속은 본질적으로 희귀하지는 않지만 주변 광석에서 추출하고 분리하는 과정이 어렵기 때문에 수요가 공급을 앞지르고 있다.

지구온난화를 초래하는 화석 연료에서 멀어짐에 따라 더 많은 희토류가 필요하게 될 것으로 보인다. 국제에너지기구에 따르면 금속 수요는 2040년까지 현재 수준의 최대 7배까지 치솟을 것으로 예상하고 있다.

하지만 미국의 공급량은 여전히 적다. 유일한 대규모 희토류 광산은 캘리포니아의 마운틴 패스이다. 중국은 현재 희토류 원소의 95% 이상을 수입하고 있다.

하지만 연구진은 이제 상황을 개선해야 하는 시점이며 기존의 희토류 공급원을 검토하려는 움직임에서 벗어나 석탄과 관련 부산물과 같은 물질에서도 채취가 가능하다고 한다.

석탄재에는 지하 매장지에서 직접 채굴할 수 있는 것에 비해 상대적으로 저농도의 희토류 원소가 포함되어 있다. 장점은 쉽게 구할 수 있으며 미국에서는 매년 약 7천만 톤의 석탄재가 생산되고 있다.

석탄의 원산지가 어디인지에 따라 희토류 추출이 얼마나 간단하게 이루어질지 결정된다는 연구 결과가 나왔다.

애팔래치아 분지의 석탄재에는 희토류 원소가 가장 많이 함유되어 있지만 30%만 추출할 수 있다. 와이오밍과 몬태나에 걸쳐 있는 파우더 리버 분지의 석탄재는 평균 원소 농도가 가장 낮지만 70% 이상 추출할 수 있다.

희토류 원소를 추출하려면 강한 산과 염기가 필요하다. 서방의 석탄재에는 알칼리성 광물이 더 많이 함유되어 있어 알칼리성이 산을 중화함에 따라 비용이 증가할 수 있다.

공정에 더 많은 화학 물질이 필요할수록 잠재적인 환경 영향은 더 커진다. 특히 석탄재에는 수은, 비소, 납과 같은 오염 물질이 포함되어 있어 매우 위험한 폐기물이다. 그러나 연구 저자들은 희토류 금속 추출을 통해 얻은 가치를 석탄재를 저장하고 관리하는 방식을 개선하는 데 드는 비용을 상쇄하는 데 사용할 수 있다고 제안한다.

한편 에너지부에 따르면 현재 미국 전역에 20억 톤 이상의 석탄재가 저장되어 있는 것으로 나타났다. 연구진은 더 광범위한 목표는 희토류 외에도 석탄에서 다양한 제품을 얻을 수 있는 방법을 찾는 것이라고 밝혔다.

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