일본산업뉴스요약

희토류 규제 대비
스미토모 베이크라이트, 자동차 리사이클을 위한 ‘이지 해체’ 기술

중국의 희토류 수출 규제를 배경으로 자원 확보에 대한 관심이 고조되고 있다. 자동차 산업에서는 전동화 진전에 따라 모터용 희토류 수요가 확대될 것으로 보이며, 이에 따라 폐제품에서 자원을 회수하는 리사이클의 중요성이 커지고 있다. 이러한 과제에 대응하는 기술로서 차량 해체 공정을 효율화하는 ‘이지 해체(易解体)’ 기술이 주목받고 있다.

희토류 수요 확대의 배경에는 전동화가 자리 잡고 있다. 전기차(EV)나 하이브리드차(HEV)에 탑재되는 구동 모터에는 강력한 자력을 가진 네오디뮴(Nd) 자석이 널리 사용되고 있다. 네오디뮴 자석에는 네오디뮴이나 디스프로슘(Dy) 같은 희토류가 사용되며, 이는 모터 성능에 큰 영향을 미치는 핵심 재료다. 전동차 보급이 확산되면 희토류 수요는 필연적으로 증가한다.

이러한 희토류를 안정적으로 확보할 수단으로 기대되는 것이 리사이클이다. 폐모터에서 자석을 분리해 희토류를 회수하려는 시도가 이어지고 있다.

유럽의 규제 또한 리사이클을 뒷받침하고 있다. 2025년 12월, 유럽연합(EU)이 검토해 온 ‘ELV(End-of-Life Vehicles) 관리 규칙안’이 유럽의회와 잠정 합의에 도달했다. 이에 따라 2032년부터 자동차에 사용되는 플라스틱의 15%를 재활용 소재로 충당해야 한다. 2036년 이후에는 이 비율이 25%로 높아지며, 그중 20%는 폐차(ELV) 유래 소재여야 한다. 폐차에서 회수한 재료의 재사용을 촉진하는 내용으로, 플라스틱뿐만 아니라 철(Fe), 알루미늄(Al), 희토류 등에 대해서도 재생재 사용이 의무화된다.

하지만 자동차 리사이클에는 과제가 있다. 최근 자동차는 강성 향상과 경량화를 위해 부품 간 결합이 매우 강고하다. 이 때문에 해체 시 시간과 비용이 막대하게 소요되는 경우가 많다.

-- 모터와 배터리에 ‘이지 해체’ 기술 적용 --
이러한 과제를 해결할 기술로 주목받는 것이 ‘이지 해체 접착 기술’이다. 스미토모 베이크라이트는 가열을 통해 해체가 용이해지는 에폭시계 고정재와 접착제를 개발하고 있다.

고정재는 주로 모터 로터(회전자)의 자석을 고정하는 용도를 상정한다. 성형 후 미처리 상태에서는 기존 제품과 동등한 밀착 강도를 유지하지만, 300℃ 이상으로 가열하면 밀착 강도가 저하된다. 고정재에 균열이 생기며 자석을 쉽게 분리할 수 있게 되므로 모터 해체 시의 작업 부하를 크게 줄일 수 있다.

모터에서 회수할 수 있는 것은 로터의 네오디뮴 자석만은 아니다. 스테이터(고정자) 코일에는 대량의 구리(Cu)가 사용된다. 해체 공정을 효율화할 수 있다면 희토류와 구리 모두를 회수하기 쉬워진다.

스미토모 베이크라이트는 해체를 용이하게 하는 접착제도 개발 중이다. 배터리 팩 접착이나 셀 고정 등 EV 배터리 적용을 목표로 한다. 강판 기재에 대해 10MPa 이상의 접착 강도를 갖는 한편, 약 200℃까지 가열하면 접착 강도가 떨어져 약 5분 만에 접착 계면에서 박리할 수 있다. 일반적인 사용 환경에서는 높은 접착 성능을 유지하면서, 해체 시에는 단시간에 분리할 수 있다는 점이 특징이다.

개발된 제품은 접착 계면을 기점으로 박리를 유도한다. 기존 접착제처럼 접착제 내부에서 파단이 일어나는 ‘응집 파괴’가 잘 발생하지 않아 피착제 표면에 접착제가 거의 남지 않는다. 이 때문에 접착제 제거 공정을 생략할 수 있어 해체된 부품을 그대로 재사용하기 수월하다. 리사이클 공정 전체의 효율화로 이어지는 점이 특징이다.

현재 EV용 배터리 해체 공정은 수작업이 많다. 작업 시간이 길고 인건비가 많이 들어 비용 부담이 크다. 아직은 중국 시장을 제외하면 EV 판매량이 아주 많지 않아 폐배터리 양도 한정적이라 수작업으로도 대응이 가능하다. 하지만 EV 폐차 대수가 증가하면 해체 공정의 효율화는 큰 과제가 된다.

물론 현재의 가열 해체 방식에도 과제는 있다. 배터리 셀에 열을 가하면 열폭주(온도와 반응이 급격히 가속되어 발화할 가능성이 있는 상태)를 일으킬 위험이 있기 때문이다. 스미토모 베이크라이트 관계자는 “사내 검증 결과 문제없이 해체 가능할 것으로 보고 있으나, 실제 배터리 시스템에서는 열폭주 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 가열 이외의 방법으로 해체할 수 있는 기술에 대해서도 검토를 진행 중이다”라고 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 ELV 규제의 초점인 플라스틱 순환 이용 측면에서도 해체 공정 간소화를 통해 기여할 가능성이 있다. 스미토모 베이크라이트는 자동차 이외의 분야로도 확장을 고려하고 있다고 한다.
 

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