최근 수년간 금속 자원의 공급 안정성이 중요해지고 있다. 마그네슘은 지구상에서 가장 가벼운 구조 금속이며, 무게 민감 응용 분야 및 차세대 에너지 저장 기술에서 널리 사용된다. 그러나 마그네슘은 현재 에너지 집약적인 공정 또는 화학물질의 대량 사용을 통해 생산되고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 경로의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 스피넬 구조의 산화물 전극을 사용하는 전기화학적 분리 공정을 조사하였다. 탈리튬화(delithiated) LiMn2O4 (LMO) 및 LiNixMn2–xO4 (LNMO)는 수성 환경에서 풍부한 양이온(Na+, Mg2+, K+, Ca2+) 중 Mg2+에 대해 높은 선택성을 보였다. 특히 LNMO 전극은 Mg2+/Na+에 대해 10.47, Mg2+/K+에 대해 13.59, Mg2+/Ca2+에 대해 6.40의 분리 인자를 바탕으로 높은 선택성을 달성하였다. LMO는 높은 마그네슘 흡착(uptake) 용량을 나타내었으나, 순환 작동 중 성능이 급격히 저하되는 현상이 관찰되었다. 반면 LNMO는 100사이클까지 LMO에 비해 약 3배 더 큰 용량을 보이며 장기 안정성이 유의하게 향상되었으며, 이는 마그네슘 분리 및 생산에서 전기화학적 공정의 실현 가능성을 시사한다. 또한 마그네슘 회수에서 스피넬 산화물 전극의 물리화학적 거동을 규명하였고, 성능을 추가로 개선하기 위한 전략을 논의한다.

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