제염 기반 이온 자원 회수용 전기화학 전극 및 선택성 제어 연구

Electrochemical Electrode and Selectivity Control for Desalination-Driven Ion Resource Recovery

연구 내용

염화물 포집과 이온 삽입·분리 메커니즘을 전극 소재와 계면 설계로 통합하여 리튬·마그네슘을 선택적으로 회수하는 연구

제염 공정에서 발생하는 염화물 및 공존 이온을 동시에 다루기 위해, 전극 소재의 구조와 계면 반응을 기반으로 선택성을 제어합니다. λ-MnO2 전극의 이온 채널 크기를 활용해 Mg2+ 또는 Li 회수에서 제한 요인을 규명하고, 계면 밀도와 운전 환경에 따른 성능 변화를 분석합니다. 또한 스피넬 구조 산화물 전극을 통해 Na+, K+, Ca2+ 등 주요 공존 이온 대비 Mg2+ 분리에 필요한 선택성과 장기 안정성을 확보합니다. 염화물 포집 단계에서는 탄소 코팅된 은 나노입자를 적용해 염화물-염화은 전환 과정의 내구성과 공정 호환성을 강화합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 λ-MnO2 기반 전기화학 리튬 회수에서 전극-전해질 계면 근방의 농도 및 반응 제한 요인을 관찰하고, 전극/전해질 접촉 면적 확대로 성능을 개선하는 방향을 정리하였습니다. 이후에는 Mg2+ 회수로 확장하여 스피넬 산화물 전극의 이온 끼워넣기 특성과 사이클 안정성을 평가하고, 조성 변화가 선택성과 열역학적 거동에 미치는 영향을 분석했습니다. 동시에 염화물 포집을 위한 은 나노입자-탄소 코팅 구조로 제염 단계의 내구성을 보강하며, 흐름형 공정 적용 관점에서 신뢰성 있는 운전 조건을 탐색하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

해수·염수 기반 리튬 회수 공정
담수화 부산물의 마그네슘 회수
염화물 농도 저감형 전기화학 모듈
전극 구조 기반 선택성 맵 구축
흐름형 분리 공정 설계
고농도 염류에서의 장기 운전 전략
전해질 조성 의존 분리 성능 평가
축전식 탈염-연계 자원회수 통합
다이온·다기온 혼합계 분리 최적화
전극 열화 메커니즘 기반 유지관리 지침