수명이 다 되어 버려진 갤럭시가 삼성전자의 최신 플래그십 폰 갤럭시 S25의 일부로 새롭게 태어났다. 삼성전자는 그동안 버려졌던 자사 스마트폰의 폐배터리에서 핵심 소재를 회수해 다시 활용하는 배터리 재활용 순환 체계(Circular Battery Supply Chain)를 구축하고, 이를 갤럭시 S25에 처음으로 적용했다.

상상을 현실로 만든 이 혁신적인 자원 순환은 어떻게 가능했을까? 뉴스룸이 삼성전자 글로벌 EHS실 순환경제연구소와 MX사업부 배터리그룹 담당자를 직접 만나봤다.

▲ 삼성전자의 배터리 재활용 순환 체계를 구축한 MX사업부 배터리그룹 이상철 프로(왼쪽), 순환경제연구소 김영민 프로(오른쪽)

구형 갤럭시, 폐기물 아닌 소중한 자원으로 거듭나다

매년 약 200톤. 삼성전자의 스마트폰 글로벌 생산기지인 베트남에서 수거되던 갤럭시 폐배터리의 양이다. 법인 소재 국가에 재활용 인프라가 구축된 경우, 전기차 배터리 등으로 폐배터리가 재활용될 수 있지만, 베트남은 재활용 인프라가 없어 활용처가 마땅치 않았다. 삼성전자는 이 문제를 해결하기 위해 고민을 시작했다.

이번 프로젝트를 이끈 삼성전자 순환경제연구소 김영민 프로는 “베트남은 제품 제조 과정에서 발생한 불량 배터리뿐 아니라, 미국에서 보상판매(trade-in)로 회수된 갤럭시 폰을 수리하는 공장이 있어 폐배터리가 가장 많이 발생하는 법인 중 하나”라며, “환경을 위해 우리가 쓴 자원을 가능하면 우리 제품으로 다시 재활용하는 구조를 만들고 싶었다”고 당시 상황을 설명했다.

▲ 삼성전자 순환경제연구소 김영민 프로가 구형 갤럭시에서 추출한 코발트와 배터리의 핵심 요소인 양극재를 보여주며, 배터리 재활용 순환 체계를 설명하고 있다

삼성전자는 베트남의 폐배터리를 효율적으로 재활용하기 위해 인접 국가의 코발트 추출 공장과 배터리 양산 라인을 연결하는 최적의 자원 순환 경로를 구축했다. 김영민 프로는 “이전 갤럭시 S24 시리즈에는 일반 재활용 코발트를 사용했지만, S25에서는 기존 갤럭시 폐배터리에서 직접 코발트를 추출해서 사용하는 순환 재활용 체계를 구축했다”며 “이러한 구조는 공급 체계를 구성하는 여러 기업의 협력이 있었기에 가능했다”고 강조했다.

수거된 폐배터리는 순도 높은 코발트로 가공된 뒤 배터리 생산 공정으로 이동해 갤럭시 S25 배터리로 재탄생한다. 이렇게 구형 갤럭시의 배터리가 새로운 자원으로 다시 활용되며 삼성전자의 지속가능한 순환경제를 현실화하는 데 기여하고 있다.

▲ 삼성전자의 배터리 재활용 순환 과정 도식화 이미지 (https://bit.ly/42za61Z)
(구형 갤럭시 수거 → 폐배터리 분리 및 절단 → ‘블랙 매스(Black Mass)’ 가공 → 코발트 추출 → 배터리 양극재 제조 → 갤럭시 S25에 재활용)

구형 갤럭시가 갤럭시 S25의 자원으로 순환되는 과정은 다음과 같다. 먼저 구형 갤럭시 스마트폰을 수거해 배터리를 해체 · 분리한 뒤, 절단된 조각을 ‘블랙 매스(Black Mass)’ 파우더로 가공한다. 이후 추가 공정을 거쳐 코발트를 추출하고, 이를 갤럭시 S25 배터리 핵심 소재인 양극재 생산에 활용한다.

영구적으로 재활용 가능한 소재, 코발트

재활용된 부분인 코발트는 스마트폰 배터리(리튬이온배터리)의 안정성과 성능을 유지하는 필수 소재다. 리튬이 배터리 내부에서 전자를 이동시키는 운반책이라면, 코발트는 리튬이 원활하게 움직이도록 돕는 역할을 한다.

▲ 스마트폰 배터리 양극재의 주요 소재인 코발트

삼성전자 MX사업부 배터리그룹의 이상철 프로는 “코발트는 배터리 사용에 따른 소모가 없어 이론적으로 영구 재활용할 수 있고, 재활용한 코발트와 새 코발트의 차이는 없다”며, “제조 과정에서 차이를 느끼지 못할 정도”라고 설명했다. 코발트가 있는 갤럭시 제품은 오래전 제조된 제품이라도 재활용이 가능하다는 뜻이다.

▲ 세계 최대 모바일 전시회 ‘모바일 월드 콩그레스 2025(Mobile World Congress 2025, MWC25)’에서 삼성전자의 배터리 재활용 순환 체계를 전시했다.

김영민 프로는 “가장 중요한 건 순도 높은 코발트를 추출하는 기술”이라며, “배터리 재활용 순환체계를 통해 폐배터리에서 90% 이상의 코발트를 회수하여 사용하였다.”고 말했다. 갤럭시 S25 배터리 코발트의 절반은 재활용 소재로 구성됐다. 이는 환경적 영향을 최소화하면서도 최고 품질의 제품을 제공하겠다는 삼성전자의 親환경전략과 철학이 반영된 결과다.

순환 체계 구축을 위해 이어진 철저한 검증과 도전

하지만 배터리 재활용 순환 체계를 완성하는 과정은 결코 쉽지 않았다. 배터리는 전 세계적으로 엄격한 안전과 환경 기준을 충족해야 하기 때문이다.

▲ 배터리 재활용 순환 체계에서 인증 관리를 담당한 MX사업부 배터리그룹 이상철 프로

재활용 순환 체계에 대한 외부 인증을 추진하고 갤럭시 S25의 배터리 개발을 담당한 이상철 프로는 “많은 협력사들과 하나하나 소통하면서 까다로운 절차를 거쳤다”고 회상했다. 그는 특히 “배터리를 운송할 때 화재 예방을 위해 반드시 분쇄해야 했는데, 이 과정에서 환경 규정을 준수하기 위한 인증 절차를 거치는 데 많은 시간이 필요했다”고 당시 어려움을 전했다.

이어 “규정이 중간에 변경되기도 하고 삼성전자의 더욱 엄격한 자체 기준을 준수하기 위해 검토와 인증을 반복하기도 했지만 시행착오를 겪으면서도 포기하지 않고 합심하여 노력한 덕분에 결국 갤럭시 S25에 적용할 수 있었다”고 소회를 밝혔다.

앞으로 더 확대될 삼성전자의 자원 순환

이상철 프로는 “이번 갤럭시 언팩 행사에서 우리의 자원 순환 체계가 소개됐을 때 큰 보람을 느꼈다”며, “앞으로는 리튬을 포함한 더 많은 소재를 재활용해, 지속 가능한 배터리를 계속해서 개발하는 것이 개인적인 바람”이라고 말했다.

김영민 프로 역시 “반도체 제조공정에서 사용 후 버려지는 웨이퍼 트레이가 재활용 플라스틱 소재로 재탄생돼 갤럭시 S25 시리즈의 사이드키, 볼륨키에 적용되었다. 이뿐만 아니라 배터리 재활용에서도 의미 있는 성과를 이뤄 기쁘다”면서 “지금도 여러 제품군에 자원 순환을 위한 다양한 프로젝트를 진행하고 있으니 계속 지켜봐 달라”며 순환경제 실현에 대한 의지를 나타냈다.

자사 스마트폰의 폐배터리에서 추출한 코발트를 다시 활용하는 완전한 배터리 재활용 순환 체계를 구축해낸 삼성전자. 2022년 발표한 親환경전략의 일환으로 시작된 배터리 재활용 순환 체계를 마침내 갤럭시 S25를 통해 현실화했다. 더 나은 미래를 위한 삼성전자의 지구를 생각하는 행보가 앞으로 어떤 새로운 혁신으로 이어질지 더욱 기대된다.

바로 삼성전자 수원사업장에 마련된 상설 친환경 전시 공간인 ‘EveryONE’ 라운지. 이 전시 공간은 삼성전자가 고객과 함께 친환경 활동을 적극적으로 실천해 지속 가능한 미래를 만드는데 기여한다는 비전을 구현할 수 있도록 임직원들이 한마음 한뜻으로 참여하자는 의미를 담고 있다.

삼성전자는 지난해 ‘신(新)환경경영전략’을 발표하고 이 목표를 달성하기 위해 전 사업장, 전 제품군에서 다양한 활동을 전개하고 있다. EveryONE 라운지에는 이 중 제품 생애주기별(소재-생산-운송-사용-재활용) 주요 친환경 활동 11개를 집중적으로 소개했다.

이 공간은 회사의 친환경 비전을 더 많은 임직원들과 나누고 실천하기 위해 만들어진 만큼 여러 부서와의 협업과 임직원들의 참여 또한 적극적으로 이루어졌다. 특히 재활용 소재를 개발해 제품 생애주기 전반에 걸쳐 순환 경제를 실현하고자 설립된 ‘순환경제연구소’가 함께 해 의미를 더했다.

삼성전자 뉴스룸이 EveryONE 라운지를 만든 임직원들을 만나 삼성전자의 친환경 노력에 대한 깊은 이야기를 나눴다.

▲ (왼쪽부터) 삼성전자 순환경제연구소 양경모 랩장, ‘EveryONE’ 라운지 전시 기획을 담당한 글로벌브랜드센터 이수림 프로와 박민영 프로, 순환경제연구소 김범수 프로. 순환경제연구소에서 개발한 친환경 소재로 만든 전시 테이블 프레임을 보여주고 있다.

친환경 비전 실현을 위한 매개체, ‘EveryONE’ 라운지 탄생기

EveryONE 라운지에는 삼성전자 임직원들의 친환경에 대한 진심이 고스란히 담겨져 있다.

전시를 기획한 박민영 프로는 “우리 회사는 지난해 新환경경영전략을 발표하면서 친환경 비전과 구체적인 노력을 대내외에 꾸준히 전파해 왔다”며 “이러한 비전은 임직원들이 다 같이 공감하고 실현시키기 위해 노력할 때 진정한 의미를 가질 수 있다는 취지로 이 전시를 기획했고, 환경의 날을 맞아 공개하게 됐다”고 전시 목적을 소개했다.

그는 이어 “이 공간을 시작으로 임직원들이 작은 일부터 진정성 있게 동참하고 친환경 활동을 이어갈 수 있도록 매개체의 역할을 해 보자는 목표도 가지고 있다”고 덧붙였다.

이 공간의 중요한 목적 중 하나가 임직원들의 ‘공감’과 ‘동참’인 만큼 기획 단계부터 전시장 오픈까지 임직원들의 적극적인 참여와 다양한 협업이 이뤄진 것도 주목할 만 하다.

▲ 전시장 전면과(좌측) 1,136명의 임직원이 5월 3주간 모은 폐페트병 뚜껑으로 제작한 아트월과 가구들(우측)

박민영 프로는 “그간 여러 글로벌 전시회에서 선보인 우리 회사의 적극적인 친환경 노력을 임직원들에게 어떠한 방식으로 전달하면 좋을 지 오랜 기간 고심한 끝에 임직원 모두가 함께 참여할 수 있는 플라스틱 병뚜껑 모으기’ 캠페인을 구상하게 됐다”며 “무려1,136명의 임직원이 참여해 수거된 병뚜껑은 재활용 과정을 거쳐 전시장 내 가구와 집기를 제작하는데 사용됐다”고 밝혔다.

▲ 순환경제연구소에서 개발한 스티로폼 재활용 소재 ‘r-ABS’가 적용된 바닥재와 테이블 프레임

또한 ‘순환경제연구소’가 함께 해 전시 공간의 의미를 더욱 빛냈다. 박민영 프로는 “친환경 전시인 만큼 전시장을 구성하는 소재 역시 환경 친화적이어야 한다는 생각으로 지난해 사내에 신설된 순환경제연구소와 전시 기획 단계부터 협업을 진행했다”고 설명했다.

최근 순환경제연구소는 제품의 설치 과정에서 발생하는 폐스티로폼을 수거해 재활용 소재(r-ABS)로 생산하는 기술을 롯데케미칼과 협력해 개발했으며, 이 소재를 전시장 바닥과 전시 테이블 등에 적용했다.

“저희끼리는 고물상이라고 불러요” ‘순환경제’ 실현 위한 순환경제연구소의 치열한 노력

이번 전시에 함께한 ‘순환경제연구소’는 지난해 삼성전자가 新환경경영전략을 발표한 이후 재활용 소재 개발과 자원순환 생태계 구축을 위해 신설한 조직이다. 순환경제연구소의 김범수 프로는 “연구소 설립 취지를 선보일 기회가 생겨 기쁘다”고 먼저 전시 참여에 대한 소회를 전했다.

김범수 프로는 “제품 전 생애주기에 걸쳐 순환경제가 실현되려면 제품 생산 단계부터 재활용 소재 적용이 필수적이고, 따라서 현재 사용하고 있는 각 원료에 대한 재활용 소재 개발을 선제적으로 진행해야 할 필요성이 생겼다”고 연구소 설립 배경에 대해 설명했다.

또한, “발생하는 모든 폐기물에서 제품에 적용할 수 있는 재활용 소재를 발굴하고 이 소재를 제품에 적용하는 등의 로드맵 구축도 진행 중”이라고 덧붙였다.

순환경제연구소에서 연구하는 대상은 생소한 첨단 소재는 아니다. 자원순환 취지에 맞게 일상에서 흔하게 볼 수 있는 플라스틱이나 가전 제품 등에 쓰이는 스티로폼 포장재 등이다. 특히 폐스티로폼을 재활용해 개발한 ‘r-ABS’는 EveryONE 라운지에도 사용됐다.

‘r-ABS’ 개발 과정에 대해 김 프로는 “하나의 소재를 어떻게 재활용할지 다양한 고민을 하던 중 흔히 발생되는 스티로폼 폐기물에 주목했고, 이 스티로폼에서 ‘스타이렌(Styrene)’이라는 원료를 추출해 r-ABS를 만들어 낼 수 있었다”고 말했다. “이 소재는 이번 전시에만 사용되는 것이 아니라 향후 제품에도 적용을 확대하는 등 다양한 방식으로 활용을 고려하고 있다”고 덧붙였다.

순환경제연구소 양경모 랩장은 “재활용 소재 개발을 위해 우리가 쓰는 모든 원료를 수집하고 그 원료들의 특성부터 파악하는 작업을 진행했다”고 연구 시작 단계에 대해 언급했다. “이 과정에서 재활용 업체, 외부 기관 등과 협업하면서 스스로 ‘고물상’이라고 자처할 정도로 다양한 폐기물을 모았다”고 말했다. 그 이유에 대해 그는 “재활용 생태계 구축을 잘 하기 위해서는 우선 재활용 가능성이 높은 폐기물을 선별하는 과정이 가장 중요하다”고 답했다.

마지막으로 그는 순환경제 생태계를 구축하는데 기여하고 싶다는 포부를 밝혔다. “순환경제연구소에서는 지금 당장 기술이 부족하거나 경제성이 없어 매립으로 끝나는 폐기물을 재활용하는 방식에 대해 열띤 연구를 진행 중이며, 폐스티로폼을 이용해 재활용 소재를 개발한 것은 그 노력의 일부일 뿐”이라고 말했다.

그는 또 “앞으로 다양한 업체ㆍ기관과의 협력을 통해 폐기물을 효과적으로 수집하고 친환경적인 재활용 방식을 개발해 순환경제 생태계 조성 노력이 업계 전반에 확산되길 희망한다”고 밝혔다.

▲ 전시장 곳곳을 즐기는 임직원들의 모습. 직접 모은 플라스틱 병뚜껑으로 제작된 테이블에서 담소를 나누거나 삼성전자의 친환경 활동을 만나볼 수 있는 큐브 영상 전시 등을 관람하고 있다.

▲ 제품 소재 및 생산과 운송, 재활용까지 제품 생애주기에 따라 제작된 큐브를 선택하면 각 사업부에서 진행하고 있는 11개의 주요 친환경 활동을 살펴 볼 수 있다.

▲ ‘EveryONE’ 라운지에서는 갤럭시 S23 시리즈 부품에 사용된 재활용 소재, ‘에코버블’을 활용한 미세플라스틱 저감 기술과 미세플라스틱 저감 필터, 저탄소 플라스틱이 적용된 TV 후면 커버 등 제품별로 다양한 친환경 노력을 볼 수 있다.

▲ ‘EveryONE’ 라운지에서는 개소를 기념해 개인 다회용기를 가져오면 팝콘과 음료를 주는 ‘용기내’ 챌린지가 진행됐다. 더불어 폐페트병 수거 진행, 포토 부스 등 다양한 프로그램도 마련되었다.

‘EveryONE’ 라운지 이후에도 2050 탄소 중립을 이룩하기 위해 순환경제연구소에서의 중장기적인 재활용 소재 개발과 각 부문의 친환경 활동은 계속 이어질 예정이다. 삼성전자의 다음 친환경 행보에 대해서도 주목하고 동참해보자.