[한국기술뉴스] 전북대학교 자원/에너지공학과 김현중 교수 연구팀은 폐리튬이온전지의 캐소드에 물과 유기산을 사용해 중요 금속을 환경친화적으로 회수하는 방법을 개발했다. 개발된 기술은 전북대학교 산학협력단을 통해 2020년 2월 7일 특허를 출원(출원번호 제1020200014695호)했다. 특허 명칭은 '폐리튬이온전지의 중요 금속 회수방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]

리튬이온전지는 전기자동차의 전력원을 비롯해 스마트폰, 노트북 등에 널리 사용되고 있습니다. 전기자동차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 생산량도 증가하고 있습니다. 리튬이온전지의 사용량 증가에 따라 폐리튬이온전지가 늘어날 것으로 예상됩니다. 폐리튬이온전지는 매립 처리를 하며 매립 시 유해물질(전해질, 금속 화합물)이 토양 및 지하수를 오염 시켜 환경에 심각한 위협이 될 수 있습니다. 자원 및 환경에 대한 관심이 커지며 방전된 배터리로부터 금속을 회수하고 재활용하기 위한 연구가 대두되고 있습니다.

금속 회수 기술 분야는 건식과 습식 공정 기술 등으로 분류할 수 있으며, 습식공정은 건식 공정보다 더 많은 물질을 회수할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 많은 유해 화학 물질이 대량 사용되어 유독 가스 및 유해 배출물을 생성한다는 문제가 있습니다.

전북대학교 김현중 교수 연구팀은 방전된 폐리튬이온배터리의 캐소드로부터 중요 금속의 회수율을 높이면서도 2차 오염물질을 방출하지 않는 회수 방법을 발명했습니다.

캐소드 분말을 물에 넣습니다. 침출액에 탄산염을 첨가해 니켈을 회수합니다. 이후 침전물을 제거하고 잔류물에 유기산을 첨가해 코발트가 함유된 유기산 침출액을 획득합니다. 비혼화성 매질을 첨가하고 수성 매질을 첨가해 코발트를 회수합니다.

연구팀이 실험을 통해 확인한 결과 회수되는 금속은 약 99% 이상의 순도로 회수되는 것을 확인했습니다.

본 기술은 폐리튬이온배터리의 캐소드 분말로부터 리튬 및 코발트를 회수하기 위한 신규 공정으로 물과 유기산을 사용해 환경친화적입니다.

금속 회수율이 높으면서도 2차 오염물질을 방출하지 않는 친환경적인 습식처리 방법을 통해 환경오염과 원재료의 소비를 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다.