‘탄산리튬’은 배터리에서 전기를 생성하고 충전하는 역할을 하는 핵심 소재다. 노트북과 휴대폰 등 IT 기기 배터리에 주로 사용된다.
두산중공업에 따르면 폐배터리에서 탄산리튬을 추출하기 위해서는 ▲열처리 ▲산침출(산성 용액으로 재료를 녹이는 작업) ▲결정화 공정을 거친다. 이 과정에서 일반적으로 황산 등 화학물질이 사용된다.
열처리의 경우 재료를 목적에 따라 가열해 재료의 구조와 성질을 변화시키는 작업이다. 폐배터리는 리튬, 코발트, 니켈 등 금속 화합물로 구성돼 있고, 리튬은 열처리 중 발생한 이산화탄소와 반응해 탄산리튬으로 변환된다.
이번에 두산중공업이 개발한 리튬 추출 공법은 화학제를 사용하지 않는 새로운 방법이다. 폐배터리 내부물질을 열처리하고, 증류수를 활용해 리튬을 선택적으로 분리한 뒤 전기흡착식 결정화 기술을 통해 탄산리튬을 추출하는 방식이다.
두산중공업은 올해 하반기부터 연간 1500톤 규모의 사용 후 배터리를 처리 할 수 있는 설비 실증을 추진한다. 또 순도 99%의 탄산리튬을 생산하는 등 본격적인 사업에 나설 예정이다.
두산중공업 송용진 부사장은 “이번 기술 개발로 광산 등 자연에서 리튬을 채굴하는 방식보다 온실가스 발생량을 대폭 줄이고 자원을 절약할 수 있는 친환경 처리 기술을 확보하게 됐다”며 “2029년 1만9000톤 규모로 급증이 예상되는 국내 폐배터리 재활용 시장을 적극 공략해 나가겠다”고 말했다.
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