미국 스타트업 보스턴 메탈(Boston Metal)이 전기분해 방식의 무배출 제철 기술을 활용해 1톤 이상의 녹색 철강 생산에 성공했습니다.

지난 12일(현지 시각) MIT 테크놀로지 리뷰의 보도에 따르면, 보스턴 메탈이 MIT에서 개발된 혁신적인 기술을 상용화하기 위한 중요한 전환점을 맞이했음을 의미합니다.

이번 성공은 보스턴 메탈이 구축한 최대 규모 전기분해 반응기의 첫 가동을 통해 달성되었으며, 기존의 석탄 기반 제철 방식과 달리 전력을 활용해 철광석을 직접 용융 철로 변환하는 점에서 큰 의미를 가집니다.

탄소 배출 없는 제철 공정이 현실화될 가능성을 높였으며, 향후 친환경 철강 산업의 확장을 위한 중요한 발판이 될 전망입니다.

타데우 카르네이로(Tadeu Carneiro) CEO는 이에 대해 “이번 성과는 녹색 철강을 현실화하는 데 있어 중요한 이정표이며, 미국 내 제조업 혁신을 선도하는 사례가 될 것”이라고 밝혔습니다.

　

친환경 제철 기술 ‘용융 산화물 전기분해(MOE)’란?

보스턴 메탈이 적용한 친환경 제철 기술은 ‘용융 산화물 전기분해(Molten Oxide Electrolysis, MOE)’ 방식으로, 기존의 고온 석탄 기반 제철 공정을 전기로 대체하는 혁신적인 접근법입니다.

이 공정에서는 철광석을 전해질과 함께 대규모 전기분해 반응기 내부에서 섞은 후 약 1,600°C로 가열한 뒤 전류를 통과시켜 순수한 철을 추출합니다.

MOE 방식의 핵심 특징은 탄소 배출을 최소화한다는 점입니다. 기존의 제철 공정은 석탄(코크스)을 연료로 사용해 철광석에서 산소를 제거하는 과정에서 막대한 양의 이산화탄소(CO₂)를 발생시키지만, MOE 방식에서는 전기 화학 반응을 통해 산소만 분리되며 이산화탄소 배출이 거의 없습니다.

MOE 공정은 철광석 내 산소를 전해질을 통해 분리하는 방식으로 작동합니다.

1. 철광석과 전해질을 반응기에 투입
2. 약 1,600°C에서 가열하며 전류를 흘려 반응 유도
3. 산소는 전해질을 통해 거품 형태로 분리되어 배출
4. 순수한 용융 철은 일정 주기로 채취

이 공정은 연속적으로 운영할 수 있어 생산성이 높으며, 전력원이 재생에너지로 공급될 경우 완전히 탄소 배출 없는 제철이 가능합니다.

　

　

기술 확장의 핵심 과제: ‘양극(anode)’ 내구성 🛠

MOE 공정이 산업적 규모로 확장되기 위해 해결해야 할 가장 큰 과제 중 하나는 ‘양극(anode)’의 내구성 문제입니다. 양극은 전류를 반응기에 주입하는 역할을 하며, 이론적으로는 소모되지 않아야 하지만, 특정 조건에서는 점진적으로 마모될 수 있습니다.

이에 대해 보스턴 메탈의 비즈니스 개발 수석 부사장 아담 라우워딩크(Adam Rauwerdink)는 “양극의 내구성 문제를 상당 부분 해결했으며, 이번에 가동한 새로운 대규모 전기분해 반응기는 여러 개의 양극을 동시에 운영할 수 있는 첫 번째 설비”라고 밝혔습니다.

이는 MOE 공정의 확장성과 상업적 성공 가능성을 높이는 중요한 진전으로 평가됩니다.

　

산업화 목표: 대량 생산으로 확장 🏭

현재 보스턴 메탈의 실험 시설은 한 달에 약 1~2톤의 철을 생산할 수 있습니다. 하지만 회사는 2027년까지 하루 1~2톤 생산이 가능한 대규모 설비를 구축할 계획입니다.

이 설비는 모듈형 구조로, 장기적으로는 다수의 전기분해 반응기를 연결해 연간 수백만 톤 규모의 친환경 철강 생산이 가능하도록 설계될 예정입니다.

보스턴 메탈은 2013년 MIT에서 개발된 MOE 기술을 상용화하기 위해 설립된 이후, 실험실 규모의 커피 컵 크기 반응기에서 산업 규모의 대규모 전기분해 반응기로 기술을 발전시켜 왔습니다. 이번 대규 전기분해 반응기의 성공적인 가동은 친환경 철강 생산의 상업화를 위한 중요한 전환점으로 평가됩니다.

보스턴 메탈의 아담 라우워딩크(Adam Rauwerdink) 수석 부사장은 “전 세계적으로 사용되는 철강의 규모는 어마어마하며, 이를 친환경 방식으로 대체하는 것이 궁극적인 목표”라고 강조했습니다.

　

녹색 철강 시장 본격 진입… 미래는? 🔮

회사는 현재 보스턴 시설보다 훨씬 큰 상업용 반응기를 개발 중이며, 2026년 말까지 시범 가동을 거쳐 2027년부터 본격적인 생산에 돌입할 계획입니다.

향후 보스턴 메탈의 목표는 이 기술을 철강 제조업체에 라이선스하는 것으로, 이를 통해 전통적인 제철 공정을 대체하고 탄소 배출을 획기적으로 줄이는 데 기여할 전망입니다.

철강 산업은 여전히 대규모 생산과 비용 효율성 등의 도전 과제를 안고 있지만, 보스턴 메탈의 이번 기술 발전은 친환경 제철 시장이 빠르게 성장하고 있음을 보여줍니다.

MIT 테크놀로지 리뷰는 MOE 기술을 2025년 혁신 기술 중 하나로 선정했으며, 기후 기술 산업이 새로운 성장 국면에 접어들고 있다고 분석했습니다.

녹색 철강 생산을 향한 도전이 단순한 실험을 넘어 대규모 산업으로 확장될 가능성이 커진 지금, 보스턴 메탈이 글로벌 철강 산업의 판도를 바꿀 수 있을지 주목됩니다.