니켈은 유럽의 에너지 전환을 위한 전략적 원자재로 간주됩니다. 우리는 이를 많은 전기 자동차의 배터리에 사용하고 있으며, 그 화합물 중 일부가 발암성이 있다는 것을 알고 있으며, 이것이 유발할 수 있는 알레르기를 수십 년 동안 알고 있었습니다. 그러나 그것이 우리 세포의 단백질을 어떻게 방해하는지 이해하는 데 있어서 우리는 여전히 많은 빈 상자를 가지고 있습니다.
이를 채우기 위해 4개의 이탈리아 대학이 대학 연구부에서 130만 유로 이상의 자금을 지원하는 NiXome 프로젝트에 3년 동안 협력할 것입니다. 연구자들은 어떤 인간 단백질이 니켈에 가장 취약한지, 그리고 금속이 니켈의 기능을 어떻게 손상시킬 수 있는지 확인하려고 노력할 것입니다. 업계가 지속적으로 투자하고 있는 소재 중 하나인 전기 모빌리티 배터리 제조와 밀접한 관련이 있는 조사입니다.
니켈이 우리에게 필요한 금속을 대신할 때
우리 세포는 필수적인 기능을 수행하기 위해 다양한 금속을 사용합니다. 예를 들어 철, 구리, 아연은 수많은 단백질과 효소의 활동에 참여합니다. 그러나 니켈은 인간 유기체에서 필수적인 생리적 기능을 인식하지 못하며 이러한 균형을 방해하여 단백질과 결합하고 경우에 따라 기능에 필요한 요소를 대신할 수 있습니다. 그 결과는 단백질의 구조, 활성, 단백질이 관여하는 세포 과정과 관련이 있을 수 있습니다. 연구자들이 세부적으로 재구성하려고 하는 메커니즘입니다.
NiXome 프로젝트를 조정하는 볼로냐 대학의 약학 및 생명공학과에서 설명했듯이, 우리는 유기체의 분자가 이 금속과 접촉할 때 어떤 일이 일어나는지에 대해 아직 상대적으로 거의 알지 못합니다. 따라서 이번 연구에서는 니켈이 특정 효소의 활성을 차단하거나, 일부 단백질의 행동을 수정하거나, 잠재적으로 유해한 집합체의 형성을 촉진할 수 있는지 이해하려고 노력할 것입니다.
폐암, 면역체계 반응 및 신경퇴행성 질환과 관련된 생물학적 과정에 관여하는 단백질에 특히 주의를 기울일 것입니다. 이는 니켈이 이미 이러한 모든 병리의 원인으로 인식되었다는 의미는 아닙니다. 연구자들은 분자 수준에서 가능한 간섭 메커니즘을 연구하고 있습니다.
4개 대학, 3년간의 연구 및 공개 데이터베이스
NiXome은 볼로냐 대학의 일반화학 교수이자 생무기 화학 연구소 소장인 Stefano Ciurli가 주도할 예정입니다. 피렌체 대학교의 Claudia Andreini, Bari Aldo Moro 대학교의 Fabio Arnesano, Campania 대학교 Luigi Vanvitelli의 Luigi Russo가 이끄는 연구 그룹이 그와 협력할 것입니다. 총 자금은 1,304,670유로이며, 고급 컴퓨터 분석과 실험실 실험을 결합하는 프로그램을 위한 것입니다.
예상되는 결과 중에는 잠재적으로 니켈에 가장 민감한 인간 단백질에 대한 정보를 수집하는 공개 데이터베이스인 NiProt도 있습니다. 금속이 세포의 기능을 방해할 수 있는 위치를 확인하기 위해 다른 연구자들도 참고할 수 있는 일종의 분자 지도입니다. 수집된 지식은 다른 금속의 독성을 연구하는 데에도 도움이 될 수 있습니다.
니켈은 발암성이 있나요? 우리가 이미 알고 있는 위험
니켈은 우리가 상상하는 것보다 더 많은 물체에 존재합니다. 우리는 스테인리스 스틸, 일부 금속 합금, 코팅 및 다양한 일상 제품에서 이를 발견합니다. 물과 음식에도 존재할 수 있습니다. 가장 잘 알려진 효과는 아마도 금속이 포함된 물체에 노출된 후 나타날 수 있는 피부염의 원인인 접촉 알레르기일 것입니다. 그러나 특히 특정 작업 환경에서 노출이 발생할 경우 더욱 심각한 결과가 발생합니다.
국제암연구소(IARC)의 평가에 따르면 니켈 화합물은 인체에 발암성이 있으며, 금속 니켈은 발암 가능 물질로 분류됩니다. 가장 확실한 증거는 특히 흡입을 통한 전문적인 노출과 관련된 폐 및 비강 종양에 관한 것입니다.
따라서 화학적 형태, 양 및 노출 방식에 따라 상당한 차이가 발생합니다. 예를 들어, 식품에 니켈이 함유되어 있다고 해서 그 화합물이 포함된 먼지를 흡입하는 것과 동일한 위험이 자동으로 수반되는 것은 아닙니다.
식수도 테스트됩니다. 세계보건기구(WHO)는 리터당 70마이크로그램의 가이드라인 값을 제시하는 반면, 유럽 연합에서는 사람이 섭취하는 물에 관한 법률에서 리터당 20마이크로그램과 같은 더 제한적인 매개변수를 설정했습니다.
니켈은 자연 과정뿐만 아니라 광업, 야금 및 산업 활동을 통해서도 환경에 도달할 수 있습니다. 배출량은 최근 몇 년간 감소했습니다. 유럽 환경청에 따르면, 2010년부터 2024년 사이에 유럽 연합에서 대기 중으로 니켈 및 그 화합물의 산업 배출량이 73% 감소했습니다. 그러나 상당한 개선이 이루어졌지만 특히 금속과 직접 접촉하는 작업을 하는 사람들의 경우 노출을 통제할 필요가 없어지지는 않습니다.
에너지 전환에는 니켈이 필요하지만 배터리는 변화하고 있습니다
한편, 니켈은 유럽이 배터리 산업 발전을 위해 투자하는 원자재 중 하나가 되었습니다. 2024년 발효된 유럽 규정인 핵심원료법(Critical Raw Materials Act)은 배터리 생산을 위한 품질의 전략적 원자재에 이를 포함시켰습니다.
그 사용은 주로 수많은 전기 자동차에 사용되는 니켈-망간-코발트 배터리와 같은 특정 화학 성분과 관련됩니다. 그러나 모든 배터리에 니켈이 포함되어 있는 것은 아닙니다. 실제로 최근 몇 년 동안 이러한 기술이 전혀 없는 기술이 등장했습니다.
국제에너지기구(International Energy Agency)의 글로벌 EV 전망 2026(Global EV Outlook 2026)에 따르면, LFP로 알려진 인산철리튬 배터리는 2025년 전 세계 전기 자동차에 설치된 배터리의 55% 이상을 차지했습니다. 성장은 주로 중국이 주도합니다. 그러나 유럽 연합에서는 LFP가 2025년 전기 자동차용 배터리 수요의 10% 이상을 차지했습니다. 여기서 니켈 함유 기술은 여전히 지배적인 역할을 유지하고 있습니다.
그러므로 대안이 확산된다고 해서 니켈이 곧 산업 공급망을 떠날 것이라는 의미는 아닙니다. 2026년 글로벌 중요 광물 전망(Global Critical Minerals Outlook 2026)에 따르면, 에너지 기술 및 기타 산업적 활용에 힘입어 전 세계 수요는 향후 수십 년 동안 계속해서 증가할 것입니다. 그리고 이것이 유기체에 미치는 영향을 더 잘 아는 것이 중요한 이유이기도 합니다.
물론, 니켈이 포함된 배터리를 사용한다고 해서 금속에 직접 노출되는 것은 아닙니다. 건강 및 환경에 중요한 문제는 무엇보다도 물질의 추출, 가공, 분산 및 관리 조건은 물론 사람들이 물질과 접촉할 수 있는 구체적인 방식과 관련이 있습니다. 전기 이동성은 차량 사용과 관련된 배출량을 줄이는 데 도움이 되지만, 배터리 생산에는 여전히 원자재, 산업 공정 및 수명이 다한 경우에도 자재를 관리할 수 있는 적절한 시스템이 필요합니다.
NiXome은 이 이야기의 특정 부분, 즉 어떤 인간 단백질이 니켈에 가장 취약한지, 그리고 금속이 니켈의 기능을 어떻게 변화시킬 수 있는지를 이해하는 데 중점을 둘 것입니다. 연구 그룹은 결과를 수집하고 NiProt을 구축하는 데 3년의 시간을 갖습니다. 그러나 니켈을 채굴하고 처리하는 사람들에게는 이미 알려진 위험으로부터 보호하는 것이 오늘날에도 여전히 필요합니다.
