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폐배터리 새활용 기술 모식도. 한국지질자원연구원 제공

한국지질자원연구원은 폐배터리를 고전압 에너지 저장장치(ESS)에 활용할 수 있는 친환경 업사이클링(새활용) 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

지질연 한요셉 박사 연구팀은 폐 리튬이온배터리 양극재인 리튬망간산화물을 전기화학반응을 이용해 레독스 흐름 전지 기반 ESS에 활용할 수 있는 기술을 개발했다.화재·폭발 위험이 없어 차세대 ESS용 이차전지로 주목받고 있다.

연구팀은 폐배터리에서 추출한 리튬망간산화물을 전기화학반응을 통해 망간 이온으로 전환하고, 이를 레독스 흐름 전지의 전해액으로 활용할 수 있는 공정을 개발했다.

기존 폐 리튬이온배터리 재활용 공정은 900도 이상의 고온에서 금속을 추출하거나 복잡한 화학 처리를 수반한 습식 제련 방식으로 이뤄져 에너지 소모가 크고 환경을 오염시킨다는 한계가 있었다.

레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery)는 환원(Reduction), 산화(Oxidation), 흐름(Flow)을 합성한 용어로, 전해질 속 산화·환원 반응을 이용해 전기에너지를 저장·방출하는 시스템이다.

이번에 개발한 기술을 이용하면 고온 공정 없이 전기화학적 방식을 이용해 망간과 리튬을 손쉽게 분리할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

한요셉 박사는 "초기 성능은 기존 전해액과 유사한 수준으로, 250 사이클 후에도 70% 이상 에너지 효율을 유지하는 것으로 나타났다"며 "에너지저장시스템의 효율과 수명을 높이는 데 기여할 것"이라고 말했다.

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