전기차 폐배터리서 금속 뽑는다
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국내 연구팀이 반응 용기 하나로 폐리튬이온배터리의 금속을 재활용하는 기술을 개발했다.
과학자들은 수명이 다한 배터리에서 리튬이나 니켈, 코발트 등 값비싼 원재료를 추출해 재활용하는 기술 개발에 도전하고 있다.
그쥐보프스키 그룹리더는"이번 기술은 배터리에 사용되는 금속 이외에도 다양한 금속을 분리하는 기술에 알맞게 적용할 수 있어 활용가치가 매우 높다"고 말했다.
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국내 연구팀이 반응 용기 하나로 폐리튬이온배터리의 금속을 재활용하는 기술을 개발했다.
바르토슈 그쥐보프스키 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단 그룹리더 연구팀은 이 같은 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 지난 3월 16일 온라인으로 공개됐다.
리튬이온배터리는 충전과 방전을 할 수 있는 이차전지 한 종류다. 가장 가벼운 금속원소인 리튬으로 만들어 무게가 가볍고 에너지밀도가 높다. 휴대전화나 노트북, 전기자동차 등에서 폭넓게 사용되면서 폐기물도 동시에 늘고 있다.
수명이 다한 배터리는 매립지나 소각장에 버릴 수 없다. 폭발이나 화재 위험성이 크고 유독물질이 밖으로 새어 나와 토양과 물에 유출되며 환경을 오염시킬 수 있어서다.
과학자들은 수명이 다한 배터리에서 리튬이나 니켈, 코발트 등 값비싼 원재료를 추출해 재활용하는 기술 개발에 도전하고 있다. 그러나 과정이 복잡하다. 폐배터리를 잘게 쪼개고 분쇄해 파우더 형태로 만들고 화학처리 등으로 금속을 걸러낸다.
연구팀은 이 과정을 반응용기 하나로 구현했다. 밀도가 다른 용액은 서로 섞이지 않고 층별로 쌓인다는 사실에 착안해 회전 가능한 원통 안에 여러 용매를 넣는다. 이 용매를 이용해 반응물을 이동하거나 분리하는 방식으로 기존 화학 합성 과정에 드는 시간을 단축했다.
연구팀은 “금속을 공급하는 층은 높은 산성을, 수용하는 층은 낮은 산성을 보인다”며 “두 층이 섞이는 것을 방지하는 층에 용매가 녹아 있는데, 이 용매가 층을 왕복하며 선택적으로 금속을 분리시킨다”고 설명했다.
그쥐보프스키 그룹리더는“이번 기술은 배터리에 사용되는 금속 이외에도 다양한 금속을 분리하는 기술에 알맞게 적용할 수 있어 활용가치가 매우 높다”고 말했다.
[고재원 기자 jawon1212@donga.com]
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