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▲ 국립낙동강생물자원관이 폐이차전지 리튬 회수 기술 개발에 활용한 아스퍼질러스 루추엔시스(A. luchuensis FBCC-F2629) 균주의 현미경(左) 및 배양(右) 모습

국립낙동강생물자원관이 담수 미생물을 활용해 폐배터리에서 핵심 광물인 리튬을 고효율로 회수할 수 있는 친환경 기술을 통해 자원순환과 핵심광물 공급망 안정화에 나섰다.

기후에너지환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 담수 미생물을 활용해 폐이차전지에서 핵심 원료인 리튬을 90% 이상 회수할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

전기자동차와 에너지저장장치(ESS) 보급 확대에 따라 리튬, 니켈, 코발트 등 배터리 핵심 광물 수요가 급증하는 가운데, 우리나라는 주요 광물 대부분을 해외 수입에 의존하고 있어 폐배터리 재활용을 통한 안정적인 자원 확보의 중요성이 커지고 있다.

이에 낙동강생물자원관 연구진은 지난해부터 보유 중인 담수 미생물 자원을 대상으로 폐배터리를 분쇄해 얻는 재활용 원료인‘블랙파우더(Black Powder)’에서 리튬을 효율적으로 회수할 수 있는 미생물을 탐색했다.

블랙파우더는 폐배터리를 물리적으로 분쇄해 얻은 검은색 분말로 유가금속(리튬, 니켈, 코발트, 망간 등)이 포함된 배터리 재활용의 핵심 원료다.

그 결과, 기존 황산 처리 공정보다 높은 금속 회수 성능을 보이는 아스퍼질러스 루추엔시스(Aspergillus luchuensis FBCC-F2629)를 발굴했다. 이 균주는 구연산 등 다양한 유기산을 생산하는 산업용 미생물로 알려져 있다.

연구진이 해당 균주의 배양액을 활용해 리튬 회수 실험을 진행한 결과, 리튬코발트산화물(LCO) 블랙파우더에서 최대 90.3%의 리튬 회수율을 기록했다. 이는 기존 황산 처리 방식 대비 약 9~23% 높은 수준이다. 실험은 80℃에서 24시간 동안 진행됐다.

낙동강생물자원관은 이번 연구 성과를 바탕으로 아스퍼질러스 루추엔시스를 활용한 폐이차전지 유가금속 회수 기술에 대한 특허를 이달 등록할 예정이다.

아울러 산업 현장에서의 활용성을 높이기 위해 미생물 배양시설 없이도 적용할 수 있는 유기산 기반 유가금속 회수 기술 개발도 병행하고 있다. 이를 통해 친환경 리튬 회수 기술의 사업화 가능성을 높이고 산업 현장 적용 범위를 확대한다는 계획이다.

정유진 국립낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 특허 기술은 황산과 같은 화학약품 사용을 줄이면서 리튬 자원의 재활용 가치를 높일 수 있는 친환경 공정”이라며 “폐배터리 재활용 산업 활성화와 핵심 광물 공급망 안정화에 기여할 수 있도록 후속 연구와 기술 상용화를 지속 추진하겠다”고 말했다.

출처 : 신소재경제(https://www.amenews.kr/)