미생물 기반 폐배터리 금속 자원 회수

Microbial Recovery of Metals from Spent Lithium-Ion Batteries

연구 내용

혐기성 미생물의 금속 산화물 환원 호흡과 중성 pH 침출을 활용하여 폐리튬이온배터리 양극재에서 리튬·니켈·코발트·망간을 회수하는 친환경 자원순환 연구

폐리튬이온배터리의 양극재에는 리튬, 니켈, 코발트, 망간과 같은 유가금속이 포함되어 있어 회수 공정의 환경성과 자원 효율을 함께 고려해야 합니다. 연구실은 Shewanella putrefaciens의 혐기성 호흡 과정에서 발생하는 환원 반응을 이용하여 NCM622 양극재의 금속 산화물을 용출시키는 방법을 연구합니다. 산성 습식 공정과 달리 중성에 가까운 조건에서 추가적인 강산 사용을 줄이고, 미생물 대사와 pH 조건에 따른 금속 거동 및 중금속 오염 가능성을 평가합니다. 생물학적 환원과 자원 회수 공정을 연계하여 배터리 폐기물 처리와 금속 순환을 동시에 고려하는 점이 주요 차별성입니다.

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연구 흐름

2024년 연구에서는 Shewanella putrefaciens를 이용한 혐기성 금속 환원과 NCM622 양극재의 유가금속 추출 가능성을 검토했습니다. 기존의 산성 침출 중심 공정에서 벗어나 중성 pH 조건에서 미생물 호흡이 금속 산화물의 환원과 용출에 미치는 영향을 분석했습니다. 또한 리튬, 니켈, 코발트, 망간의 추출 거동과 환경 시스템에서 발생할 수 있는 중금속 오염 가능성을 함께 평가했습니다. 향후에는 미생물 기반 전처리와 후속 분리막·분리공정을 연계하여 배터리 재활용의 공정 효율과 환경성을 높이는 방향으로 확장할 수 있습니다.

활용 가능성

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

폐리튬이온배터리 재활용
NCM 양극재 금속 회수
미생물 침출 공정
중성 pH 자원 회수
코발트·니켈 순환
배터리 폐기물 환경관리
금속 산화물 생물학적 환원
자원순환형 전처리
중금속 오염 저감
친환경 습식제련