리셀987, '세계 최초' 폐배터리 활용 블랙파우더 회수율 98.7%

[이데일리 김인경 기자] 국내 토종기술로 폐배터리에서 100%에 가까운 양질의 블랙파우더(금속환원파우더)를 추출할 수 있는 기술이 세계 최초로 개발됐다.

리셀987(Recell987)은 폐배터리와 배터리 제조공정상 나오는 스크랩에서 100% 가까운 블랙파우더를 생산해 재활용할 수 있는 ‘친환경 금속환원 기술 공정’을 개발, 시험생산을 완료했다고 24일 밝혔다.

32시간만에 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등 핵심 광물이 포함돼 있는 블랙파우더를 생산하고 그 속에서 금속을 분리선별 추출해 내는 신기술로 글로벌 배터리 재활용 시장의 게임체인저 역할을 할 것으로 기대된다.

리셀987은 이 같은 독보적 기술을 적용해 폐배터리를 대량으로 재활용할 수 있는 생산시설의 기본 설계와 경제성 분석까지 마쳤다. 국내 주요 대학교 및 연구기관들과 협업을 통한 파일럿 생산테스트와 생산된 금속환원파우더에 분포된 금속의 구성과 특성성분 분석도 완료했다.

연간 1만톤(폐배터리, 공정스크랩) 규모의 상업화 시설 구축 마무리 단계로 이르면 올해 상반기 본격 가동에 돌입할 전망이다.

리셀 987은 핵심생산기술의 특허등록이 완료된 2021년부터 서울과학기술대(STECH), 한국과학기술원(KIST), 한국전자기계융합기술원(KEMCTI) 등 산학연 협업 시험생산을 통해 평균 98.7%의 블랙파우더 회수율을 입증했다.

블랙파우더는 양극재는 리튬을 포함한 금속산화물(리튬ㆍ니켈ㆍ코발트ㆍ망간)과 음극재인 흑연, 금속 전극인 구리 등으로 구성된다.

리셀987이 개발한 친환경 금속환원 기술은 폐배터리에 남아있는 잔류 전기를 에너지로 활용해 리튬이차전지 양극재의 산화금속을 다시 금속의 고유 성질로 환원시키는 공정이다. 리튬 배터리의 폭열 위험성이 높아 배터리에 남아있는 전기를 방전시킨 후 전처리 공정에 투입하는 기존 방식과는 다르다. 리셀987기술력으로 이차전지의 열화 및 폭열 반응 등 결함을 강점으로 승화시켜 에너지로 활용하는 셈이다.

리셀987은 이 같은 공정 방식으로 폐배터리 전처리 과정에서 블랙파우더 손실을 대폭 줄여 평균 98.7%까지 회수할 수 있다. 글로벌 배터리 재활용업체의 55~70% 정도인 블랙파우더 회수율 대비 월등히 높은 수준이다.

평균 98.7%이상의 높은 금속환원파우더를 생산하기까지 32시간(1cycle) 소요되면서 경제성까지 확보했다.

리셀987의 폐배터리 재활용 공정은 이산화탄소 배출량이 기존 광산 대비 100분의 1 수준으로 매우 낮으며, 황산을 사용하지 않아 오폐수 등 유해물질을 배출하지 않는 친환경 공법이다. 친환경 금속환원기술로 회수된 블랙파우더는 후처리 공정(금속추출)에서 필수인 황산침출 공정이 필요 없기 때문이다.

미국, 유럽 등 전세계가 주목하는 ‘자원 선순환 친환경 생태계 구축’ 측면에서 탄소중립 실현과도 맥락이 닿아 있어 배터리 원재료 공급망 구축에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 환경보호에 엄격한 유럽의 핵심원자재법(CRMA)과 자국 우선주의 미국 감축법(IRA)의 핵심내용이자 근본적 필수 요구사항이기도 하다.

리셀987은 미국 LiBUS987사의 국내 연구소 기업으로 국민권익위원회 출신이며 국방부 기술심의위원을 지낸 안효수 박사가 이끌고 있다. 2016년부터 리튬이차전지 배터리재활용기술 개발에 돌입해 2019년 기술 개발 완료 후 다수의 국내외 특허를 출원했다.

2021년 핵심기술의 특허등록이 완료되며 배터리재활용 및 추출된 금속의 순도를 높이는 등 산학연과 협업해 추가적인 기술개발을 진행하며 특허 출원을 진행해 왔다. 북미와 유럽 등 글로벌 시장 진출 및 기술 보호를 위해 2021년 미국 텍사스에 ‘본사 LiBUS987.INC를 설립, 특허 및 모든 지적재산권의 소유는 미국법인이 가지고 있다.

안효수 리셀987 대표는 “리셀987의 금속환원시스템은 재활용의 수준을 넘어 금속 자원 재생산”이라며 “글로벌 공급망 위기속에서도 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등 배터리 핵심 원재료를 확보해 안정적으로 공급할 수 있는 토대가 마련됐다”고 말했다.