전기차에 대한 전 세계 수요가 급증하면서, 방대한 양의 사용 후 배터리를 지속 가능하게 재활용할 기술이 시급히 필요해지고 있습니다. 도호쿠대학교의 마사루 와타나베 교수 연구팀은 폐 리튬 이온 배터리에서 귀중한 금속을 높은 효율로 회수할 수 있는 획기적인 막 분리 공정을 개발했습니다.
이 혁신적인 기술은 시판되는 나노여과막을 간단한 표면 개질 공정을 통해 고성능 리튬 회수 도구로 전환합니다. 현재 리튬 이온 배터리 재활용의 주류 방식은 습식 제련 공정(습식법)입니다. 이 전통적인 방식은 제련에 비해 회수율이 높고 에너지 소비가 적지만, 많은 양의 화학 시약이 필요하고 리튬을 분리하는 과정이 매우 복잡하다는 큰 단점이 있습니다.
새롭게 개발된 나노여과막은 이러한 문제를 정면으로 해결합니다. 이 기술은 다양한 금속의 미묘한 차이인 "이온 전하"와 "수화 반지름"을 활용합니다. 연구진은 막 표면을 개질함으로써, 이전에는 달성하기 어려웠던 고정밀 분리를 구현했습니다. 이를 통해 리튬 이온은 선택적으로 통과시키고 다른 금속은 차단하여 회수 과정을 획기적으로 단순화할 수 있습니다.
이러한 발전은 배터리 재활용 분야의 판도를 바꾸는 기술이 될 것으로 기대됩니다. 강한 화학물질에 대한 의존도를 줄이고 분리 단계를 간소화함으로써, 높은 선택성은 유지하면서 환경 영향을 낮추는 "친환경" 대안을 제공합니다. 세계가 순환 경제로 나아가는 가운데, 이러한 첨단 막 기술은 핵심 광물의 공급망을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
