낙동강생물자원관, 담수 미생물로 폐배터리서 리튬 90% 뽑아낸다

친환경 회수 공법 특허 등록 예정

블랙파우더에서 용출 방법에 따른 리튬 용출 효율 비교. ⓒ국립낙동강생물자원관

국내 연구진이 담수 미생물 힘을 빌려 버려지는 이차전지(배터리)에서 핵심 배터리 원료를 높은 효율로 되찾는 길을 열었다. 화학물질 사용은 줄이면서도 기존 방식보다 뛰어난 효율을 보여 향후 자원 국산화와 친환경 공급망에 큰 도움이 될 것으로 기대한다.

국립낙동강생물자원관(관장 용석원)은 13일 담수 미생물을 이용해 폐배터리 속 핵심 원료인 리튬을 90% 넘게 회수할 수 있는 친환경 기술을 개발했다고 밝혔다.

최근 전기자동차와 에너지저장장치(ESS) 시장이 커지며 리튬, 니켈, 코발트 같은 배터리 핵심 광물의 수요가 치솟고 있다. 현재 우리나라는 이 같은 주요 광물을 대부분 해외 수입에 의존하는 실정이다.

낙동강생물자원관 연구진은 지난해부터 기관이 보유한 담수 미생물자원을 활용해 폐배터리를 물리적으로 분쇄해 얻은 ‘블랙파우더’에서 리튬을 효과적으로 뽑아내는 미생물을 추적해 왔다.

그 결과 기존에 주로 쓰던 황산 처리 방식보다 금속을 더 잘 회수하는 미생물 ‘아스퍼질러스 루추엔시스’를 발굴하는 데 성공했다.

실제 실험에서 해당 균주 배양액을 80℃ 환경에서 24시간 동안 반응시킨 결과, 블랙파우더에 포함된 리튬의 90.3%를 회수하는 성과를 거뒀다. 이는 일반적인 황산 처리 공정과 비교해 약 9~23%p 높은 수치다.

낙동강생물자원관은 이번 성과를 바탕으로 아스퍼질러스 루추엔시스를 활용한 폐이차전지 유가금속 회수 기술의 특허를 이달 안으로 등록할 계획이다.

연구진은 산업 현장 활용도를 높이기 위한 후속 공정도 준비 중이다. 미생물 배양시설을 직접 갖추기 힘든 공장에서도 기술을 쉽게 도입할 수 있도록, 미생물이 만들어내는 유기산만을 활용해 유가금속을 뽑아내는 기술을 추가로 개발하고 있다.

정유진 국립낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 특허 기술은 황산과 같은 화학약품 사용을 줄이면서 리튬 자원의 재활용 가치를 높이고, 향후 폐배터리 재활용 산업 활성화와 핵심 광물 공급망 안정화에 이바지할 것”이라고 말했다.