‘소금’으로 자동차를 움직일 수 있다고요?

인류 역사상 가장 오래된 조미료, 소금. 소금은 단순히 음식 맛을 좋게 할 뿐만 아니라 생명 유지에 중요한 역할을 담당했습니다. 그 덕에 하얀 황금이라고 불리며 귀한 대접을 받았는데요. 오늘날 소금은 어떻게 사용되고 있을까요?

 

친환경 그린 수소를 만드는 소금

소금이 친환경 자동차의 에너지원을 만드는 데 사용된다는 사실, 알고 계셨나요? 소금물을 전기 분해하면 청정 그린 수소를 생산할 수 있습니다.

소금(NaCl)을 물(H2O)에 녹인 후 전류를 흘려주면 양극에는 염소(Cl2)가, 음극에는 가성소다(NaOH)가 생산되며 부산물로 수소(H2)가 발생합니다. 질량 비율로 본다면 가성소다 1톤당 약 25kg의 고순도 수소가 생성되죠.
생산량이 적어 경제성이 떨어진다는 단점이 있지만 이렇게 생산된 수소는 석유화학이나 철강 공정에 나오는 부생수소* 와 달리 대기오염 물질을 발생시키지 않아 친환경적입니다.

* 부생수소 : 나프타 분해 과정에서 부산물로 발생하는 수소로 저렴하지만 온실가스를 발생시킴

한화솔루션, LG 화학, 백광산업, OCI, 롯데정밀화학 등 국내 가성소다 생산 업체를 중심으로 소금물 전기분해 방식의 수소가 생산되고 있는데요. 가동률에 따라 차이가 있지만 연간 4만 톤의 수소가 생산되는 것으로 추산됩니다.

 

소금으로 만드는 초저가 ‘ 전기차 배터리

'나트륨 이온' 배터리 발표하는 중국 CATL 쩡위췬(曾毓群) 회장/(출처: CATL)

한편, 소금이 또 한 번 빛을 발하는 분야가 있습니다. 바로 전기차 배터리 시장입니다. 올해 7 월, 중국의 배터리 기업 CATL은 나트륨 이온, 즉 소금으로 전기차 배터리를 만들겠다고 밝혔습니다.  

현재 전기차 시장에서 가장 많이 탑재되는 배터리는 리튬이온 전지입니다. 리튬은 일부 지역에서만 나는 고가의 희소금속인데요. 글로벌 배터리 수요 급증으로 가격 변동과 수급 불안 문제가 발생하고 있습니다. 또 온도에 민감해 겨울철이면 배터리 성능이 떨어지죠.

리튬의 대체재로 주목받는 원료 가운데 하나가 바로 나트륨(Na)입니다. 소금의 주성분인 나트륨은 지구 상에서 6번째로 많은 원소입니다. 따라서 고갈 우려가 적고 무엇보다 가격이 매우 저렴한데요. 리튬과 화학적 성질이 비슷합니다.

CATL이 공개한 1세대 나트륨이온 배터리/(출처: CATL)

CATL에 따르면 나트륨이온 배터리는 실온에서 15분 이내에 80%까지 충전할 수 있습니다. 또 저온 환경에 강해 –20°C에서 90% 용량을 유지할 수 있습니다.

CATL 은 이르면 2023년 나트륨이온 배터리를 상용화할 계획입니다. 프랑스 티아맛(Tiamat), 영국 파라디온(Faradion), 미국 나트론(Natron Energy) 등도 나트륨이온 배터리를 개발하고 있는데요. 다만 나트륨은 리튬보다 이온 크기가 커 에너지 밀도가 떨어지는 단점을 해결해야 합니다.

나트륨이온 배터리의 에너지 밀도는 최대 ㎏당 160Wh로 최대 kg 당 500Wh 인 리튬이온 배터리보다 낮습니다. 따라서 나트륨이온 배터리는 시티카 또는 보급형 전기차를 중심으로 적용될 것으로 예상되는데요.

그럼에도 불구하고 나트륨이온 배터리에 거는 기대는 높습니다. 중국 정부는 공업화신식화부, 과학기술부, 재정부 등 관련 부처와 함께 나트륨이온 관련 표준을 제정할 것이라고 발표했습니다.

천의 얼굴을 가진 소금. 과연 소금의 변신은 어디까지 이어질까요? 자연의 건강한 힘을 가진 소금이 친환경 자동차 활성화에 새로운 바람을 일으키길 기대해봅니다.

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