시바우라 공업대학(SIT)과 K・F・C Co., Ltd.는 생물학적 공정을 사용해 폐기된 태양광(PV) 모듈에서 희귀 금속 셀레늄($\text{Se}$)을 정제·회수·재활용하는 세계 최초의 성과를 성공적으로 달성했습니다. 이 획기적인 기술은 임박한 태양광 패널 대량 폐기라는 커져가는 환경 문제에 대응합니다. 사용 수명이 다한 PV 폐기물 관리의 필요성에 힘입어, 글로벌 태양광 패널 재활용 시장은 2030년까지 4억 7,700만 달러에서 17억 달러 사이 규모에 이를 것으로 전망됩니다.
미생물의 힘: Stutzerimonas stutzeri NT-I
이 혁신의 핵심은 셀레네이트 환원 미생물인 Stutzerimonas stutzeriNT-I의 활용에 있습니다. 이 공정은 특히 상당량의 셀레늄을 포함한 CIGS(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 박막 태양광 패널을 대상으로 합니다. 먼저 사용 수명이 다한 패널에서 CIGS 소재를 용해합니다. 중화 단계를 거친 뒤, 용액을 S. stutzeri NT-I 미생물과 반응시킵니다. 이들 미생물은 독성 셀레네이트와 셀레나이트 화합물을 효율적으로 환원하여, 원소 셀레늄의 효과적인 침전 및 회수를 가능하게 합니다. CIGS를 포함하는 박막 재활용 시장 부문은 특히 높은 성장률을 보일 것으로 예상되며, 일부 전망은 2030년까지 연평균 성장률 18.2%를 제시합니다.
환경 및 시장 수요 대응
셀레늄은 반도체 소재와 CIGS PV 산업에서 사용되는 핵심 희귀 금속입니다. 필수적인 자원이지만 셀레네이트와 셀레나이트 같은 화합물은 독성이 있어 엄격한 환경 기준이 요구됩니다. 태양광 패널 시장이 2030년 이후 폐기량 급증에 직면할 것으로 전망되는 가운데, 이 기술은 필수적인 친환경 해법을 제공합니다. 이러한 금속 생명공학 접근 방식은 귀중한 희귀 금속의 공급을 확보할 뿐만 아니라, 폐기된 태양광 패널의 유해 물질로 인한 환경 오염을 근본적으로 방지하여, 강력한 순환경제 실현에 직접 기여합니다.
