폐배터리서 리튬 90% 뽑아낸다⋯국내 연구진, 친환경 미생물 회수 기술 개발

국립낙동강생물자원관, '아스퍼질러스 루추엔시스' 균주 활용 리튬 회수 성공
기존 황산 처리 대비 회수율 9~23% 높아…화학약품 사용 줄여 친환경적

(사진제공=국립낙동강생물자원관)

전기자동차(EV)와 에너지저장장치(ESS) 보급 확대로 핵심 광물 수요가 급증하는 가운데 폐배터리에서 리튬을 친환경적이고 효율적으로 회수할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

해외 수입 의존도가 높은 리튬의 공급망 안정화에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

기후에너지환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 담수 미생물을 활용해 이차전지 폐기물인 '블랙파우더'에서 핵심 원료인 리튬을 90% 이상 회수할 수 있는 기술을 확보했다고 13일 밝혔다.

블랙파우더는 폐배터리를 물리적으로 분쇄해 얻은 검은색 분말로, 리튬·니켈·코발트·망간 등 배터리 제조에 쓰이는 유가금속이 다량 포함돼 있어 재활용의 핵심 원료로 꼽힌다.

연구진은 2025년부터 확보해 온 담수 미생물 자원을 대상으로 블랙파우더 내 리튬을 효율적으로 회수할 수 있는 균주를 탐색해 왔다.

그 결과 전통 발효 식품이나 증류주 제조 등에 쓰이는 '아스퍼질러스 루추엔시스' 균주가 기존 화학적 처리 방식보다 뛰어난 금속 회수 성능을 보인다는 사실을 확인했다.

실제 80℃ 환경에서 24시간 동안 진행된 실험에서 해당 균주의 배양액을 활용한 결과 블랙파우더 내 리튬 회수율이 최대 90.3%에 달했다. 이는 기존의 황산 처리 조건 대비 약 9~23% 높은 수치다.

세부적으로 보면 소형 전자기기에 쓰이는 리튬코발트산화물(LCO) 블랙파우더 실험에서는 황산 처리 시 81.7%였던 용출 효율이 미생물 생산 유기산 적용 시 87.8%, 배양액 적용 시 90.3%로 상승했다.

또한 전기차용 배터리에 주로 쓰이는 고에너지밀도 소재인 니켈·망간·코발트(NMC811) 블랙파우더 실험에서도 황산 처리(56.3%) 대비 유기산(92.4%)과 배양액(80.0%) 모두 월등히 높은 용출 효율을 기록했다.

국립낙동강생물자원관은 이번 성과를 바탕으로 이달 중 아스퍼질러스 루추엔시스를 활용한 유가금속 회수 기술 특허를 등록할 계획이다.

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 기여할 것"이라며 "앞으로 기술 상용화를 위한 후속 연구를 지속적으로 추진해 산업 현장에서 활용도를 높일 수 있는 기술로 발전시켜 나가겠다"고 강조했다.