폐배터리 리튬 회수율 90.3%…친환경 기술 개발

담수 미생물 활용해 리튬 최대 90.3% 회수

황산 처리보다 9~23% 높아…7월 특허 등록

블랙파우더(LCO)에서 용출 방법에 따른 리튬 용출 효율 비교. ⓒ기후에너지환경부

담수 미생물을 활용해 폐배터리에서 리튬을 90% 이상 회수할 수 있는 기술이 개발됐다. 화학약품 사용을 줄이면서 기존 황산 처리보다 높은 회수율을 확보해 폐배터리 재활용과 핵심 광물 공급망 안정에 활용될 가능성이 커졌다.

기후에너지환경부 산하 국립낙동강생물자원관은 담수 미생물로 이차전지 폐기물에서 리튬을 회수하는 친환경 기술을 최근 개발했다고 13일 밝혔다.

전기자동차와 에너지저장장치 보급 확대로 리튬과 니켈, 코발트 등 배터리 핵심 광물 수요가 늘면서 폐배터리 재활용의 중요성도 커지고 있다. 우리나라는 주요 광물 대부분을 수입에 의존하고 있어 사용 후 배터리에서 핵심 원료를 다시 확보하는 기술이 공급망 안정 수단으로 주목받고 있다.

연구진은 2025년부터 국립낙동강생물자원관이 보유한 담수 미생물 가운데 폐배터리 블랙파우더에서 리튬을 효율적으로 추출할 수 있는 균주를 탐색했다. 블랙파우더는 폐배터리를 분쇄해 얻는 분말로 리튬과 니켈, 코발트, 망간 등 유가금속을 포함하고 있다.

연구 결과 아스퍼질러스 루추엔시스 균주의 배양액이 기존 황산 처리보다 높은 금속 회수 성능을 보이는 것으로 확인됐다.

연구진이 해당 배양액을 활용해 80도에서 24시간 동안 실험한 결과 블랙파우더에 포함된 리튬을 최대 90.3% 회수했다. 황산 처리 조건과 비교하면 회수율이 약 9~23% 높았다.

국립낙동강생물자원관은 이번 연구 성과를 토대로 아스퍼질러스 루추엔시스를 활용한 폐이차전지 유가금속 회수 기술의 특허를 7월 중 등록할 예정이다.

미생물 배양시설이 없는 산업 현장에서도 기술을 적용할 수 있도록 균주가 생산하는 유기산을 활용한 후속 기술 개발도 진행한다. 이를 통해 실제 사업장에서의 활용 범위를 넓힌다는 계획이다.

정유진 국립낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 특허 기술은 황산과 같은 화학약품 사용을 줄이면서 리튬 자원의 재활용 가치를 높일 수 있다”며 “기술 상용화를 위한 후속 연구를 이어가 산업 현장에서 활용할 수 있는 기술로 발전시키겠다”고 말했다.