플라즈마 기술로 리튬 추출 효율 3배 높였다

논문 1저자인 핵융합연 플라즈마기술연구소 양종근 박사가 실험을 진행하고 있다./한국핵융합에너지연구원

플라즈마 기술을 활용해 리튬의 추출 효율을 높일 수 있다는 연구 결과가 공개됐다.

한국핵융합에너지연구원은 플라즈마기술연구소 연구진이 리튬 추출 과정에 이산화탄소 마이크로파 플라즈마 기술을 적용해 기존의 리튬 추출 방식 대비 3배의 리튬을 추출하는 데 성공했다고 31일 밝혔다.

리튬은 염수(鹽水)에 탄산나트륨을 혼합해 리튬과 이산화탄소가 결합된 탄산리튬을 추출하는 방식으로 얻는다. 이 방식은 탄산리튬에 섰인 나트륨 불순물을 제거하기 위해 추가 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다.

다른 방식으로는 염수에 탄산나트륨 대신 이산화탄소 가스를 주입하는 리튬 추출 방식이 있다. 이 방식 역시 염소와 리튬이 결합 된 리튬염이 존재하는 염수에서는 추출률이 낮다는 한계가 있다.

핵융합연구원 연구진은 이산화탄소를 이온화시켜 플라즈마 상태로 처리하는 이산화탄소 마이크로파 플라즈마 기술을 활용했다. 리튬 추출 과정에 플라즈마 기술을 적용한 건 이번이 처음이다. 그 결과 이산화탄소를 직접 주입하는 실험에서는 리튬 추출률이 10.3%였는데, 이산화탄소 플라즈마로 처리한 실험에서는 추출률이 27.87%까지 높아졌다.

연구진은 이 방식이 리튬 농도가 낮은 바닷물에서도 효율적으로 리튬을 추출할 수 있는 기술개발로 이어질 수 있다고 봤다. 논문 제1저자인 양종근 박사는 “이번 연구를 통해 이산화탄소 플라즈마 발생 시 플라즈마의 열 및 플라즈마를 구성하는 이온, 전자, 라디칼 등이 리튬 추출 효율에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다”며 “이산화탄소 플라즈마의 작용에 대한 추가 연구를 통해 플라즈마 리튬 추출 공정 연구를 더욱 확장해 갈 예정”이라고 말했다.

참고자료

DESALINATION, DOI : https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116978

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