본 연구는 재활용 과정에서 생성되는 철 옥살레이트 용액을 활용함으로써 네오디뮴(Nd) 영구자석 스크랩을 혁신적으로 재활용하여, 이차전지용 고용량 애노드 소재인 Fe 3 O 4 를 합성하는 방법을 탐구한다. 영구자석에서 산화물 형태로 Fe를 회수하는 전통적 공정은 경제적 타당성과 활용성이 제한된 생성물을 생산한다. 처음으로, 우리는 스크랩 Nd 자석으로부터 리튬-이온(Li-ion) 이차전지의 애노드 소재로 Fe 3 O 4 를 성공적으로 합성하였다. 본 연구는 기존의 과제를 다음과 같은 새로운 접근으로 해결한다. 즉, 불소화 열처리 동안 재활용 시 제어되는 NdF 3 ‐Fe 2 O 3 의 혼합 상에서 옥살산(oxalic acid) 침출을 통해 추출한 Fe 침출액으로부터, 결정성 FeC 2 O 4 ·2H 2 O 를 수열합성(hydrothermal synthesis)한다. 회수된 FeC 2 O 4 ·2H 2 O 는 이후 Ar 분위기에서 Fe 3 O 4 로 상전이(phase‐transfer)된다. Fe 3 O 4 의 고유한 낮은 전기전도성과 속도 성능 한계를 극복하기 위해 도파민 HCl을 이용한 탄소 코팅 공정을 적용한다. 개발된 C‐Fe 3 O 4 애노드 소재는 1C에서 500 사이클 후에도 428 mAh/g의 유의한 용량 유지율을 보이며, 고성능 이차전지에의 적용 가능성을 시사하는 동시에 핵심 소재의 지속가능한 재활용에 기여한다.

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