일본 마그네슘 배터리 기술 획기적 진전, 루마니아 저탄소 마그네슘 프로젝트 착수 [SMM 조사]

일본 도호쿠 대학, 새로운 마그네슘-주석 합금 음극 개발… 고체 마그네슘 배터리 사이클 수명 400배 이상 향상

일본 도호쿠 대학 첨단재료연구소 연구팀이 최근 《Advanced Functional Materials》에 연구 성과를 발표했다. 마그네슘 음극에 주석을 첨가해 안정적인 Mg₂Sn 상을 형성함으로써, 기존에 유해하다고 여겨지던 고체 마그네슘 배터리의 계면 부반응을 기능적 이점으로 전환하는 데 성공했다. 고속대량 스크리닝과 전기화학 테스트를 통해 최적화된 마그네슘-주석 합금이 전극-전해질 계면에서 더 효율적인 마그네슘 이온 수송과 더 균일한 마그네슘 증착층을 달성함을 확인했다. 고체 배터리 테스트 결과, 이 합금 음극은 1,300시간 이상 안정성을 유지했으며, 사이클 수명은 순수 마그네슘 음극 대비 400배 이상 향상됐다. 이 연구는 고체 전해질에서 "계면 반응은 반드시 억제해야 한다"는 기존 통념을 뒤집고, 제어 가능한 계면 반응이 마그네슘 배터리 성능 향상의 핵심 메커니즘이 될 수 있음을 입증하여, 저비용·고안전성 차세대 ESS 개발을 위한 완전히 새로운 소재 설계 접근법을 제시한다.

루마니아 베르데 마그네슘: 유럽 내 탄소 제로에 가까운 마그네슘 공급망 구축, 25년 공백 해소

루마니아 베르데 마그네슘 프로젝트는 EU 핵심원자재법에 따라 인정된 전략적 플래그십 프로젝트로, 25년 만에 유럽 최초의 일차 마그네슘 생산자가 되는 것을 목표로 한다. 이 프로젝트는 혁신적인 알루미노테르믹 환원 공정을 사용하며, 브루사이트 광석과 알루미늄 스크랩을 원료로 하고, 전기로, 건식 공정, 전 공정 CO₂ 포집 및 드라이아이스 활용을 결합하여 시안화물, 산 침출 광미, 염소 배출이 전혀 없다. 부산물인 칼슘알루미네이트는 철강 및 시멘트 산업에 판매할 수 있다. 이 프로젝트는 전적으로 재생에너지에 의존하도록 설계되었으며, 독일 항공우주센터의 전생애주기 평가 결과 전 세계적으로 탄소 발자국이 가장 낮은 마그네슘 생산 공정임이 확인되었다. 광산은 2026년 말까지 생산을 재개할 계획이며, 초기에는 연간 360톤 규모의 마더플랜트를 건설하고, 이후 2030년 이전에 연간 3만톤 규모의 제련소를 완공하여 EU 마그네슘 수요의 약 20%를 충족시킬 수 있을 전망이다. 베르데 마그네슘은 탄소 배출권 거래제 내에서 국내 저탄소 생산을 위한 거래 가능한 탄소 인증서를 도입해 고탄소 수입 제품과의 비용 격차를 해소할 것을 EU에 촉구했다. 이 프로젝트는 지역 고용, 세수, 기술 훈련도 함께 추진하며, 장기적 지속가능성은 지역사회가 파트너가 되는 기반 위에 구축되어야 한다고 강조한다.