회전하는 액체 반응기(IBS 제공)

국내 연구진이 폐배터리에서 리튬, 니켈 등 희귀금속만 쏙쏙 골라내는 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질 연구단 바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더 연구팀이 반응용기 하나로 폐리튬이온배터리에서 금속을 재활용하는 새로운 방법을 개발했다고 3일 밝혔다.이 기술은 복잡한 재활용 공정을 단순화할 수 있어 시간과 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

리튬이온배터리는 충전과 방전을 할 수 있는 이차전지의 한 종류다. 이는 가장 가벼운 금속원소인 리튬으로 만들어 무게가 가볍고 에너지밀도가 높아서 휴대전화, 노트북, 전기자동차 등 폭넓게 사용된다.

그러나 리튬이온배터리 폐기물의 양이 늘어나며 처리 방안이 골칫거리다.

연구팀은 2020년 반응용기 하나로 여러 화학공정을 손쉽게 처리할 수 있는 화학합성 시스템을 개발한 바 있다.당시 밀도가 다른 용액은 서로 섞이지 않고 층별로 쌓인다는 사실에 착안해 회전 가능한 원통 안에 여러 용매를 넣고 이 용매를 이용, 반응물을 이동하거나 분리하는 방식으로 기존 화학합성 과정에 드는 시간을 크게 단축시켰다.

연구팀이 이번에 개발한 회전하는 반응기는 수평 형태로 여러 용기를 거치지 않고도 한 번에 금속 혼합물을 분리하고 추출할 수 있다. 분리막을 사용하는 단일반응기와 달리, 이 반응기는 높은 강도로 섞어도 아무 문제가 없다는 장점이 있다.

크리스토발 퀸타나 선임연구원(제1저자)은“기존의 금속 분리·추출 방법보다 훨씬 낮은 농도의 금속 추출제로 원하는 금속을 빠르게 걸러낼 수 있다”고 말했다.

바르토슈 그쥐보프스키 IBS 첨단연성물질 연구단 그룹리더

바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더(공동교신저자)는“이번 기술은 배터리에 사용되는 금속 이외에도 다양한 금속을 분리하는 기술에 알맞게 적용할 수 있어 활용가치가 매우 높다”고 했다.

연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 온라인 판에 지난 3월16일 게재됐다.


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