친환경 에너지의 친환경 활용 촉진
미국 라이스대학교Rice University의 연구진이 리튬이온 배터리 재활용 기술을 개발했다. 전기 자체는 친환경적이지만, 배터리는 친환경적이지 않다. 라이스대학교의 연구 기술은 배터리의 재활용을 가속화함으로써 지속가능 성장을 뒷받침한다.
현재 전기 수요는 계속 늘어날 전망이다. 친환경 에너지에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 친환경차에 대한 요구로 전기자동차의 폭발적인 증가도 예고되고 있기 때문이다. 또 스마트폰을 비롯한 각종 전자기기의 사용은 계속 급증하고 있다.
무엇보다 배터리를 필수로 하는 이동형 제품의 수요가 가파른 성장이 예상된다. 스마트폰과 전기차는 물론 IoT의 시대적 요구는 웨어러블 기기와 같은 휴대형 전자기기의 수요를 끌어올리고 있다. 이에 따라 전기 에너지를 저장·활용하게 하는 배터리의 수요는 빠르게 증가하고 있는 상황이다.
문제는 전기 에너지와 달리 배터리는 친환경적이지 않다는 점이다. 현재 충전식 배터리의 주류인 리튬이온 배터리는 코발트와 같은 희귀금속을 사용하는 배터리는 환경 문제를 야기할 가능성이 높다. 환경을 위해 장려되는 에너지원이 오히려 환경 문제를 일으킬 수 있는 아이러니한 결과이다.
실제로 각국의 내연엔진 규제와 미래 자동차에 대한 기업의 투자로 2021년에는 신규 출시 차량 중 80% 이상이 전기자동차로 예측된다. 하지만 호주연방과학원CSIRO : Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation에 따르면, 재활용률은 2% 수준에 그치고 있다.
라이스대학교 Pulickel Ajayan 교수의 연구팀이 개발한 기술은 환경친화적 용매를 사용하여 리튬 이온 배터리의 음극재에서 코발트 등을 추출하는 것이다. Ajayan 박사에 따르면, 콜린 클로라이드와 에틸렌 글리콜로 만들어진 용매를 통해 코발트의 90% 이상을 추출했다.
이 용매는 다양한 금속 산화물을 용해시킬 수 있을 뿐 아니라 코발트 추출 이후에도 유해물질로 변화하지 않는다는 점이다. 촉매 용액에 섞인 코발트는 전기 분해로 회수되며, 이후 이 촉매 용액은 다시 재활용할 수 있다.
이번 연구논문의 수석저자인 Kimmai Tran은 “리튬이온 배터리의 재활용은 비용이 많이 들 뿐 아니라 작업자에게 위험이 된다”며 “간단히 조합할 수 있는 촉매를 통해 배터리의 재활용이 확산되기를 희망한다”고 말했다.
