순천향대, 폐배터리서 금속 이온 '단 한 번에 분리' 기술 개발

(아산=뉴스1) 이시우 기자 = 순천향대는 에너지공학과 조용현 교수 연구팀이 폐배터리에서 리튬(Li)과 니켈(Ni), 코발트(Co)를 한 번의 공정으로 동시에 분리해 내는 기술을 개발하는 데 성공했다고 31일 밝혔다.

이차 전지 사용이 크게 늘어나면서 폐배터리 재활용이 활발하게 진행되고 있지만 복잡한 처리 과정과 에너지 소비와 오염 물질 배출 등이 해결해야 할 과제로 남아 있다.

이에 순천향대 연구팀은 금속 이온을 분리하는 '기능성 분리막'을 자체 개발해 단 한 번의 전기화학 반응으로 금속을 분리하는 데 성공했다.

이 분리막은 금속이온의 크기와 전하 특성을 정밀하게 구분해, 리튬은 통과시키고 니켈과 코발트는 걸러내는 역할을 한다.

여기에 화학적 결합 조절제(EDTA)를 함께 사용하면 니켈이 다른 성질을 갖게 되면서 리튬·니켈·코발트가 스스로 나뉘어 각각 다른 통로로 나눠지게 할 수 있다.

이 기술을 적용한 시스템에서는 기존 공정보다 에너지를 80% 이상 적게 사용하고도 리튬 98.3%, 니켈 78.0%, 코발트 77.3%를 효율적으로 분리할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

조용현 교수는 "이번 기술은 복잡한 화학처리 없이도 전기적 방식으로 여러 금속을 동시에 분리할 수 있는 첫 사례"라며 "실제 배터리에서 추출한 용액과 유사한 조건에서도 안정적으로 작동해, 앞으로 폐배터리뿐 아니라 반도체·수소산업 등 다양한 자원순환 공정에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단이 추진하는 글로벌 기초연구실(GRL) 지원사업, 그린수소기술자립 프로젝트, 순천향대학교 교내 연구지원사업의 후원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 세계적 학술지 'Chemical Engineering Journal)에 게재됐다.

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