지질연, 친환경 업사이클링 공정 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 폐배터리를 고전압 에너지저장장치에 활용할 수 있는 전기화학 기반 친환경 업사이클링 기술이 개발했다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 자원활용연구본부 한요셉 박사 연구팀이 폐 리튬이온배터리 양극재인 리튬 망간 산화물(LMO)을 전기화학 반응을 통해 직접 활용할 수 있는 기술을 개발했다고 6이 밝혔다.

전해액은 이후 수소이온 농도(pH) 조절만으로 망간과 리튬을 손쉽게 분리해 재사용 가능한 전구체로 전환할 수 있다. 이를 통해 폐배터리를 전해액으로 활용하고 다시 신규 배터리 소재로 전환하는 자원 순환형 배터리 생태계 구축에 가능할 것으로 기대된다.

연구팀은 폐배터리에서 얻은 리튬 망간 산화물을 단순 분해하지 않고 전기화학 반응을 유도해 망간 이온으로 전환한 뒤 전해액에 적용했다. 그 결과 기존 황산망간(MnSO4) 기반 전해액과 유사한 초기 성능을 보였으며, 250사이클 후에도 70% 이상의 에너지 효율을 유지하는 것으로 확인됐다.

특히 연구팀은 멤브레인 하이브리드 레독스 흐름 전지 구조를 통해 고전압과 장기 사이클 안정성 확보에도 성공했다. 앞으로 고효율‧장수명 에너지저장시스템의 핵심 기술로 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

한요셉 박사는 "이번 연구는 기존 재활용 기술의 복잡성과 환경적 부담을 극복한 데에 의의가 있다"며 “앞으로도 폐배터리 자원의 효율적 순환과 에너지 저장 기술 고도화를 통해, 탄소중립과 자원순환사회 실현에 기여하겠다”고 설명했다.