인더뉴스 홍승표 기자ㅣSK에코플랜트가 배터리 핵심 소재인 '니켈·코발트·리튬 회수율 고도화'와 '폐수 저감'·'화재방지 고속방전' 등 폐배터리 리사이클링 전·후처리 전반에 걸친 핵심 4대 기술 내재화에 성공하는 성과를 거뒀습니다.
SK에코플랜트는 14일 대전 한국지질자원연구원(이하 연구원)에서 '배터리 재활용 기술 개발 선포식'을 열고 이차전지 재활용 기술 개발 성과 및 활용 로드맵을 발표했습니다.
발표를 통해 SK에코플랜트와 연구원은 폐배터리에서 용매추출 방식을 이용해 추출한 희소금속인 니켈·코발트 회수율이 97%를 달성했으며 회수된 니켈·코발트의 순도는 99.9%라고 설명했습니다. 니켈·코발트는 배터리 양극재 원자재로 대부분 수입에 의존하고 있습니다.
양사는 지난해부터 공동으로 폐배터리 용매추출 기술 고도화를 통해 금속 회수율을 높이기 위한 연구를 수행했습니다. 연구를 통해 공정을 최소화하고 회수율을 극대화하는 데 성공하며 경제성 측면에서 걸림돌 문제를 해소하는 계기를 마련했습니다.
SK에코플랜트 측은 "물질, 온도 제어 등 운영 조건이 까다로워 공정의 난이도가 매우 높은 용매추출 방식 중 업계 최고 수준의 회수율로 운영 비용은 물론 설비 투자비까지 낮출 수 있을 것으로 기대된다"고 말했습니다.
배터리 양극재에 활용되는 중요한 소재인 리튬 회수율의 경우 90%를 달성했습니다. SK에코플랜트에 따르면, 리튬 회수에 일반적으로 사용되는 건식 방식이 아닌 용매추출 공정을 최적화해 회수율을 끌어올렸습니다.
또한, 배터리에 사용되는 수산화리튬으로 생산하는 기술까지 연계했습니다. 전남대와 함께 진행한 연구개발에서는 원료 내 불순물과 무관하게 리튬을 회수하고 비용 대비 높은 순도도 확인했습니다.
성균관대와 함께 리사이클링 과정에서 활용하는 용매 추출제 성능을 개선해 사용 용수의 양을 절감할 수 있는 기술도 확보했습니다. 물질의 특성을 사전 확인하고 예측하는 모델링 기법을 바탕으로 최소한의 용수를 활용하는 기술로, 실험 결과 사용 용수를 기존 대비 최대 50% 저감하는 효과를 보였습니다.
아울러, 폐배터리에서 희소금속을 추출하기 전 필수로 수행해야 하는 배터리의 안전하고 효과적인 방전 기술 고도화도 성공했습니다.
해당 기술 고도화의 경우 카이스트와 협업을 진행했으며, 그 결과 완전방전에 걸리는 시간을 최대 49분까지 단축하는 성과를 거뒀습니다. SK에코플랜트 측은 "AI 알고리즘 모델을 적용해 다량의 전류를 흘려보내는 '쇼트' 과정을 없앤 것이 주효했다"고 설명했습니다.
SK에코플랜트는 4대 기술에 대한 특허를 출원했습니다. 확보 기술은 파일럿 공장을 운영해 사업화를 추진할 계획입니다. 이후 실증 사업을 통해 기술 완성도를 향상시키는 작업을 거쳐 오는 2025년 준공할 예정인 경북 경주 SK에코플랜트 폐배터리 재활용 공장에 적용하는 것을 목표로 하고 있습니다.
박경일 SK에코플랜트 사장은 "폐배터리 재활용 사업에서 가장 중요한 요소인 기술력과 다수의 현지거점 확보 조건을 모두 갖췄다"며 "추진 중인 폐배터리 재활용 시설까지 조성된다면 본격적으로 SK에코플랜트의 폐배터리 재활용 밸류체인 역량이 시장에서 빛을 발하게 될 것"이라고 말했습니다.
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