블랙파우더 내 리튬 최대 90.3% 회수
황산 처리 대비 회수율 9~23% 높아
7월 특허 등록 추진…유기산 활용 기술도 개발

담수 미생물을 활용해 폐배터리에서 리튬을 90% 이상 회수할 수 있는 기술이 개발됐다. 황산 등 화학약품 사용을 줄이면서 폐배터리 재활용 효율을 높일 수 있어 향후 핵심광물 공급망 안정화에 기여할 것으로 기대된다.

국립낙동강생물자원관은 담수 미생물의 배양액을 활용해 폐이차전지 블랙파우더에 포함된 리튬을 최대 90.3% 회수하는 데 성공했다고 밝혔다.

블랙파우더는 폐배터리를 물리적으로 분쇄해 얻는 검은색 분말로, 리튬과 니켈, 코발트, 망간 등 유가금속이 포함돼 있어 배터리 재활용의 핵심 원료로 활용된다.

연구진은 2025년부터 국립낙동강생물자원관이 확보한 담수 미생물자원을 대상으로 블랙파우더에서 리튬을 효율적으로 회수할 수 있는 미생물을 탐색해 왔다.

그 결과 기존 황산 처리 방법보다 높은 금속 회수 성능을 나타내는 미생물인 ‘아스퍼질러스 루추엔시스’를 발굴했다. 해당 균주의 배양액을 활용해 80℃에서 24시간 동안 실험한 결과, 블랙파우더 내 리튬 회수율은 최대 90.3%를 기록했다.

이는 황산 처리 조건과 비교해 약 9~23% 높은 수준이다. 화학약품 사용량을 줄이는 동시에 리튬 회수 효율을 높일 수 있다는 점에서 친환경 폐배터리 재활용 기술로 활용될 가능성이 제기된다.

국립낙동강생물자원관은 이번 연구를 바탕으로 아스퍼질러스 루추엔시스를 활용한 폐이차전지 내 유가금속 회수 기술의 특허를 이달 중 등록할 예정이다.

미생물 배양시설을 갖추기 어려운 산업 현장을 고려해 미생물이 생산하는 유기산을 활용한 유가금속 회수 기술도 개발하고 있다. 유기산 기반 기술이 확보되면 별도의 미생물 배양 공정 없이도 관련 기술을 산업 현장에 적용하기 쉬워질 것으로 기대된다.

전기자동차와 에너지저장장치 보급 확대로 리튬과 니켈, 코발트 등 배터리 핵심광물 수요가 늘어나는 가운데, 주요 광물의 수입 의존도가 높은 국내에서는 폐배터리 재활용을 통한 자원 확보의 중요성이 커지고 있다.

정유진 국립낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 특허 기술은 황산과 같은 화학약품 사용을 줄이면서 리튬 자원의 재활용 가치를 높이는 기술”이라며 “기술 상용화를 위한 후속 연구를 통해 산업 현장에서의 활용도를 높이겠다”고 말했다.