자동차 촉매에서 수소·AI·도시광산까지, PM·PGM 산업의 새로운 변화
금·은과 같은 귀금속(PM)과 백금·팔라듐·로듐·이리듐·루테늄·오스뮴으로 구성된 백금족금속(PGM)은 매장량이 적고 생산지역이 편중돼 있어 대표적인 전략금속으로 평가된다. 특히 PGM은 내식성, 내열성, 전기전도성 및 우수한 촉매성능 때문에 자동차, 석유화학, 전자산업, 수소에너지 등에서 대체하기 어려운 소재다.
1. 자동차 촉매시장의 변화
PGM의 가장 큰 수요처는 자동차 배기가스 정화촉매다. 가솔린 차량에는 주로 팔라듐과 로듐이 사용되고, 디젤 차량에는 백금의 사용 비중이 높다.
전기차 보급이 확대되면서 장기적으로 내연기관용 팔라듐과 로듐 수요는 감소할 가능성이 크다. 실제로 2026년에는 내연기관 차량 생산 감소와 재활용 증가로 팔라듐과 로듐 시장이 공급과잉으로 전환될 가능성이 제기된다. 반면 하이브리드자동차는 엔진의 반복적인 정지와 재가동 때문에 배기가스 온도가 낮아질 수 있어 일반 내연기관차보다 높은 촉매 성능이 요구된다. 따라서 전기차 전환이 곧바로 PGM 수요의 소멸을 의미하지는 않는다.
2. 백금은 공급부족 가능성
백금은 자동차 촉매뿐 아니라 유리, 화학, 의료기기, 보석 및 수소산업 등 수요처가 다양하다. Johnson Matthey는 2026년에도 광산 생산 제약과 견조한 산업 수요로 백금 수요가 공급을 초과할 것으로 전망했다. 루테늄과 이리듐도 데이터 저장장치와 에너지전환 분야 수요 증가로 공급부족 가능성이 제기되고 있다.
팔라듐 가격이 과거 크게 상승하면서 자동차 업체들은 일부 촉매에서 팔라듐을 백금으로 대체했다. 그러나 최근에는 백금과 팔라듐의 가격 차이에 따라 다시 팔라듐을 사용하는 역대체 가능성도 나타나고 있다. 앞으로 자동차 촉매는 성능뿐 아니라 금속가격과 공급 안정성을 함께 고려해 Pt-Pd-Rh 조성을 최적화하는 방향으로 발전할 것으로 보인다.
3. 수소산업과 이리듐 문제
수소산업은 PGM의 새로운 성장시장이다. 백금은 고분자전해질막 연료전지와 수전해 수소발생반응의 핵심 촉매로 사용된다. 이리듐산화물은 PEM 수전해설비의 산소발생극에서 우수한 내구성을 보이지만 생산량이 매우 적어 대규모 그린수소 보급의 병목이 될 수 있다.
따라서 최근 연구는 백금과 이리듐의 사용량을 줄이는 저담지 촉매, 나노입자 분산, 비귀금속과의 합금화, 촉매층 박막화 및 폐촉매 재활용에 집중되고 있다. 이리듐 공급제약을 해결하지 못하면 PEM 수전해설비의 급속한 확대가 어려울 수 있다는 분석도 나온다.
4. AI·반도체산업의 새로운 수요
PGM은 데이터센터, 반도체 장비, 하드디스크, 센서 및 고신뢰성 전자접점에도 사용된다. 최근에는 AI 데이터센터 확대에 따라 내열성과 전기적 안정성이 우수한 PGM의 수요가 새로운 성장분야로 거론되고 있다.
남아프리카 주요 생산기업은 AI 관련 PGM 수요가 현재 연간 약 20만~40만 온스에서 2030년까지 크게 증가할 가능성이 있다고 전망했다. 일부 전자부품에서는 높은 금 가격으로 인해 백금족금속이 금의 일부를 대체할 가능성도 연구되고 있다.
5. 도시광산과 재활용기술의 부상
PGM 광산은 남아프리카공화국과 러시아 등에 집중돼 있어 폐자동차 촉매, 석유화학 폐촉매, 전자스크랩 및 연료전지에서 PGM을 회수하는 도시광산의 중요성이 커지고 있다.
폐자동차 촉매는 파쇄·분급 후 건식용융 또는 습식침출을 통해 처리한다. 건식공정은 동·철·니켈 등의 포집금속에 PGM을 농축시킨 뒤 정련하는 방식으로 대량처리에 적합하다. 습식공정은 염산·질산·염소계 침출액으로 PGM을 용해한 후 용매추출, 이온교환, 침전으로 분리한다.
최근 기술의 핵심은 저온·저독성 침출제, 선택적 용출, 공정폐수 저감, 연속식 용매추출 및 AI 기반 원료분석이다. 2026년에는 높은 PGM 가격과 폐차 증가의 영향으로 자동차 촉매 재활용량이 회복될 것으로 전망된다.
맺음말
PM·PGM 산업은 전기차 보급으로 기존 자동차 촉매 수요가 변화하는 동시에 수소, 반도체, AI 데이터센터 및 재활용산업으로 시장이 재편되고 있다.
앞으로의 경쟁력은 광산 보유량만으로 결정되지 않는다. 저품위 원료의 선광, 저융점 슬래그를 이용한 건식농축, 친환경 습식침출, Pt·Pd·Rh·Ir의 고순도 분리 및 폐촉매의 반복 재활용기술을 확보하는 국가와 기업이 시장을 주도할 가능성이 크다.
우리나라는 천연광산은 부족하지만 자동차, 석유화학, 반도체 및 전자산업에서 발생하는 폐촉매와 스크랩이 많다. 따라서 도시광산과 정밀 제련기술을 발전시킨다면 PGM 수입의존도를 낮추고 고부가가치 자원순환산업을 육성할 수 있다.
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