폐배터리 친환경 미생물

폐배터리 친환경 미생물

전기차 등에 사용된 폐배터리의 핵심광물을 
친환경적인 방법으로 환원할 수 있는 
미생물 3종을 경상북도의 한 폐광산에서 지난해에 발견하고 
이들 미생물의 금속자원 추출 및 분리 가능성을 최근 확인했다.

국립생물자원관은 전북대 안준모·황국화 교수 연구진 및 
군산대 이효정 교수 연구진과 함께 
리튬이온배터리 양(+)극의 재료로 사용되는 
양극활물질을 미생물이 활성화된 용액에서 24시간 동안 침출한 결과, 
핵심광물인 리튬, 니켈, 망간 및 코발트가 
95% 이상 분리되는 것을 확인했다.


미생물 3종은 
△애시디싸이오바실러스(Acidithiobacillus) 속에 속하는 2종
△페로액시디바실러스(Ferroacidibacillus) 속에 속하는 1종

국립생물자원관은 이번 연구 결과를 
‘바이오침출(Bioleaching)’과 관련된 특허로 이달 안에 출원하고 
실증화를 위한 후속 연구를 수행할 예정.

<바이오침출> 
미생물 대사를 광석(ores)으로부터 
직간접적으로 금속을 침출시켜 추출하는 방법으로, 
산화-환원(oxidation-reduction)반응에 의해 
금속 2+이온을 3+이온으로 산화시켜 침출시키거나, 
미생물 작용에 의해 황을 산화시켜 
황산의 생성으로 산-가수분해에 의해 이온 형태로 
금속을 유리하는 방법 및 미생물이 직접 금속황화물의 산화를 유도시켜 
금속을 추출하는 방법.

<애시디싸이오바실러스(Acidithiobacillus)>
주로 pH가 낮은 산성환경에 존재하는 그람음성균으로, 
전자공여체로 황, 사티온산염, 
그리고 제 1 철(Fe2+)을 사용하는 절대 독립영양생물로 알려져 있음. 
철을 산화하는 기능 때문에 
환경 공학과 미생물 습식제련(Biohydrometallurgy) 분야에서 
모든 호산성 세균 중에서 가장 널리 연구되고 있음.

<습식제련(Hydrometallurgy)>
1차금속자원(광물) 및 2차금속자원(금속을 포함한 폐자원)으로부터, 
화학물질을 이용하여, 금속 제품을 회수하는 기술. 
1차적으로 화학물질을 이용하여 
금속을 수용액 상태의 이온형태로 회수하는 
침출(Leaching) 기술로 시작함. 
이후, 불순물 금속이온으로부터 분리 및 
목적금속 이온의 고농도로 정제 하기 위한 
분리/정제(Purification & Concentration) 기술이 적용됨. 
최종적으로는 고순도 금속 제품을 생산하기 위한 제품화 공정을 포함.

<양극활물질(Cathodic materials)> 
리튬이온배터리의 양극의 재료로 이용되며, 
배터리의 성능을 결정짓는 물질. 양극활물질 내 리튬을 포함하여, 
구성되는 금속의 종류에 따라 배터리의 성능, 안정성, 수명, 출력 등이 결정. 
최근에는 양극활물질 내 유가 금속의 희소성 및 자원 편재성으로 인해 
양극활물질을 포함한 폐리튬이온 배터리의 재활용이 확산되고 있음.