순천향대 조용현 교수팀, 폐배터리 핵심금속 동시 분리 신기술 개발

[아이뉴스24 박준표 기자] 순천향대학교는 에너지공학과 조용현 교수 연구팀이 폐배터리 속 리튬(Li), 니켈(Ni), 코발트(Co)를 한 번의 공정으로 동시에 분리해내는 전기화학 기반 신기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지 'Chemical Engineering Journal(영향력지수 IF 13.2, 환경공학 분야 상위 3%)'에 게재됐다.

기존 금속 회수는 여러 단계를 거치는 복잡한 화학공정이 필요했으나, 연구팀은 자체 개발한 ‘기능성 분리막’을 활용한 '원스텝(One-step) 전기화학 분리 시스템’을 통해 이를 단일 공정으로 단축했다.

이 분리막은 금속이온의 크기와 전하 특성을 정밀하게 구분해 리튬은 통과시키고, 니켈과 코발트는 선택적으로 차단한다.

또한 화학적 결합 조절제(EDTA)를 함께 사용해 금속이온 간의 반응성을 제어함으로써 리튬·니켈·코발트가 각각 다른 통로로 스스로 분리되도록 하는 정교한 시스템을 구현했다.

실험 결과, 리튬 98.3%, 니켈 78.0%, 코발트 77.3%의 높은 분리 효율을 보였으며 에너지 소비량은 기존 공정보다 80% 이상 절감됐다. 실제 폐배터리 용액과 유사한 조건에서도 안정적으로 작동해 상용화 가능성도 확인됐다.

조용현 교수는 “이번 기술은 복잡한 화학처리 없이 전기적 방식만으로 여러 금속을 동시에 분리한 첫 사례”라며 “리튬·니켈·코발트 등 핵심 자원을 친환경적이고 경제적으로 회수할 수 있는 기반 기술이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 글로벌기초연구실(GRL) 사업, 그린수소기술자립 프로젝트, 순천향대 교내 연구지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

충남도와 아산시도 연구의 지속적인 관심과 지원을 이어가고 있어 향후 지역 기반의 대표적 대학-지자체 공동 연구성과로 발전이 기대된다.