전기차와 스마트폰이 새로운 골드러시를 시작한 방법
현대 생활이 다양한 물질에 얼마나 많이 의존하고 있는지 깨닫지 못하는 사람들이 많습니다. 스마트폰, 전기 자동차, 대형 스크린 TV, 친환경 에너지 시스템과 같은 기술 제품은 모두 다양한 화학 물질과 원소에 의존합니다. 예를 들어 휴대폰 하나에는 주기율표에 있는 원소의 3분의 1 이상이 포함되어 있습니다.
첨단 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 이를 만드는 재료에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 그러나 이러한 소재의 공급은 정치, 경제, 지리 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 이로 인해 가격이 오르내리기 때문에 이러한 금속을 채굴하는 것은 위험한 사업입니다. 다음은 최근 몇 년 동안 가격이 급등한 몇 가지 재료의 예입니다.
코발트: 배터리의 필수 요소
코발트는 최신 제트 엔진에 사용되는 초합금과 휴대폰과 전기 자동차에 전력을 공급하는 배터리의 핵심 성분입니다. 최근 몇 년 동안 전기 자동차에 대한 수요가 급격히 증가하고 있습니다. 전 세계 전기차 등록 대수는 2013년 20만 대에서 2016년 75만 대로 급증했습니다. 이러한 급증은 다른 산업의 성장과 함께 코발트 가격을 3년 동안 킬로그램당 15파운드에서 거의 70파운드까지 끌어올렸습니다.
코발트는 오늘날 대부분의 전자 기기에 사용되는 충전식 리튬 이온 배터리에 필수적인 원소입니다. 전기 자동차(EV)는 소형 기기보다 훨씬 더 많은 코발트가 필요합니다. 전기자동차 배터리 하나에는 최대 15kg의 코발트가 함유되어 있습니다. 청정 에너지와 운송 수단에 대한 요구가 증가함에 따라 코발트의 수요는 계속 증가할 것입니다. 그러나 대부분의 코발트는 정치적 불안정과 채굴 조건이 까다로운 콩고민주공화국(DRC)에서 생산됩니다. 이는 공급과 가격의 불확실성을 가중시킵니다.
희토류 원소: 현대 기술의 근간
희토류 원 소는 17개의 금속 원소로 이루어진 그룹입니다. 철, 티타늄 또는 우라늄을 채굴할 때 나오는 부산물인 경우가 많습니다. 이러한 원소는 전기 자동차, 풍력 터빈, 스마트폰을 비롯한 많은 현대 기술에 필수적인 요소입니다. 각 희토류 원소에는 고유한 특성이 있어 다양한 응용 분야에서 가치가 있습니다.
예를 들어 네오디뮴은 전기 모터와 풍력 터빈에 사용되는 강력한 자석을 만드는 데 필수적인 원소입니다. 전기차와 풍력발전에 대한 수요로 인해 산화 네오디뮴 가격이 상승했습니다. 2017년 말에는 킬로그램당 93파운드에 달해 2016년 중반 가격의 두 배가 넘는 최고치를 기록했습니다. 가격이 하락한 후에도 2016년보다 약 40% 높은 수준을 유지하고 있습니다. 디스프로슘과 테르븀과 같은 다른 희토류 원소도 고성능 자석 및 기타 기술에 사용하기 위해 수요가 증가하고 있습니다.
중국은 희토류 원소의 최대 생산국으로, 전 세계 시장의 약 80%를 공급하고 있습니다. 그러나 지정학적 긴장과 무역 제한은 희토류 원소의 가용성과 가격에 영향을 미칠 수 있습니다. 이에 따라 다른 국가들은 중국에 대한 의존도를 줄이기 위해 자체적인 희토류 공급원을 개발하고자 노력하고 있습니다.
인듐: 모든 화면에서 보이지 않는 금속
인듐은 지구상에서 가장 희귀한 금속 중 하나이지만 우리가 매일 보는 기기에 사용되고 있습니다. 모든 태블릿과 터치스크린은 투명한 전도체인 인듐주석산화물의 매우 얇은 층을 사용합니다. 이 원소는 주로 아연 채굴의 부산물로 생산되며, 1g의 인듐을 추출하려면 1,000톤의 광석을 채굴해야 할 수 있습니다.
인듐은 현재 터치스크린을 만드는 데 사용할 수 있는 최고의 소재이기 때문에 전자제품에 매우 중요합니다. 과학자들은 미래에 인듐을 대체할 수 있는 탄소 형태인 그래핀과 같은 대안을 모색하고 있습니다. 인듐 가격은 2015년에 급격히 하락했지만 2016년과 2017년 사이에 50% 상승하여 킬로그램당 약 350파운드에 달했습니다. 이러한 상승은 주로 태블릿 화면 및 기타 전자제품에 사용되면서 발생했습니다.
텅스텐: 다양한 용도로 사용되는 중금속
텅스텐은 강철보다 밀도가 두 배나 높은 가장 무거운 원소 중 하나입니다. 텅스텐은 한때 백열전구의 필라멘트에 흔히 사용되는 소재였습니다. LED 조명이 텅스텐 전구를 대부분 대체했지만 텅스텐은 여전히 많은 일상 제품에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 텅스텐은 휴대폰에서 진동을 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 텅스텐은 코발트 및 네오디뮴과 함께 이러한 진동을 생성하는 소형 모터의 회전을 돕습니다.
텅스텐은 산업 분야에서도 널리 사용됩니다. 탄소와 결합하면 절삭 공구에 사용되는 매우 단단한 재료인 텅스텐 카바이드를 형성합니다. 이러한 도구는 항공우주, 방위 및 자동차 제조에 필수적입니다. 텅스텐은 또한 석유 및 가스 추출, 광업, 터널 건설에 사용되는 드릴링 머신의 내마모성 부품을 만드는 데 사용됩니다.
새로운 골드러시가 중요한 이유
이러한 소재에 대한 '새로운 골드러시'는 단순한 가격 상승이 아니라 미래에 필요한 원소의 안정적인 공급을 보장하기 위한 것입니다. 전 세계가 전기 자동차, 재생 에너지, 첨단 전자제품으로 전환함에 따라 코발트, 희토류 원소, 인듐, 텅스텐 등에 대한 수요는 계속 증가할 것입니다. 동시에 이러한 원자재를 찾고 채굴하는 일은 더욱 어렵고 비용이 많이 듭니다.
정부와 기업은 공급망을 확보하기 위한 방법을 모색하고 있습니다. 여기에는 새로운 채굴 프로젝트 개발, 오래된 제품의 재료 재활용, 대안을 찾기 위한 연구 투자가 포함됩니다. 예를 들어, 연구자들은 배터리에 필요한 코발트의 양을 줄이거나 터치스크린에서 인듐을 대체할 수 있는 소재를 찾기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 혁신은 향후 공급과 수요의 균형을 맞추는 데 도움이 될 수 있습니다.
결론
전기 자동차, 스마트폰 및 기타 첨단 제품에 대한 수요가 증가하면서 코발트, 희토류 원소, 인듐, 텅스텐과 같은 핵심 소재에 대한 새로운 '골드러시'가 촉발되었습니다. 이러한 소재는 현대 생활의 원동력이 되는 기술에 필수적인 요소입니다. 그러나 공급은 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 가용성이 불확실하고 가격도 예측할 수 없습니다. 이는 미래를 위해 이러한 자원을 확보하는 데 있어 도전과 기회가 동시에 존재합니다.
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