고려대, 폐배터리 재활용 공정 선택 기준 제시

배터리 종류·금속가격 따라 유리한 방식 달라져

경제성·환경성 함께 비교한 9개 공정 분석

국내 대학 연구팀이 전기차 폐배터리의 종류와 금속 가격, 재활용 방식에 따라 경제성과 환경성이 어떻게 달라지는지를 비교해 공정 선택 기준을 제시했다.

고려대는 화공생명공학과 원왕연 교수 연구팀이 니켈·망간·코발트계(NMC), 리튬코발트산화물계(LCO), 리튬망간산화물계(LMO) 등 3종의 폐리튬이온배터리와 열처리·습식·용매 기반 재활용 기술을 조합한 9개 공정을 분석했다고 23일 밝혔다.

연구팀은 폐배터리를 파쇄·분리한 뒤 얻는 분말 원료인 블랙매스에서 리튬과 니켈, 코발트, 망간 등을 회수하는 과정을 공통 기준으로 비교했다.

기준 조건에서는 열처리 기반 재활용이 세 종류 배터리 모두에서 가장 높은 경제성을 보였다. 그러나 회수한 니켈과 코발트 등의 판매가격이 50% 떨어지는 상황에서는 NMC와 LCO 배터리의 경우 습식 공정이 더 유리한 것으로 나타났다.

이는 폐배터리 재활용의 경제성이 공정 자체의 효율뿐 아니라 회수 금속의 시장가격에도 크게 좌우될 수 있음을 보여준다.

환경성 평가에서도 배터리 종류와 공정에 따라 차이가 나타났다. NMC와 LCO의 경우 열처리 기반 공정은 회수한 코발트와 니켈이 새 금속 생산을 대체하면서 줄이는 온실가스 배출량까지 고려했을 때 상대적으로 낮은 배출 영향을 보였다.

다만 경제성과 환경성이 항상 일치하지는 않았다. LCO 배터리에서는 용매 기반 공정이 습식 공정보다 경제성은 낮았지만 온실가스 배출 영향은 더 적었다.

원 교수는 “폐배터리 재활용에서는 회수율뿐 아니라 어떤 공정이 경제성과 환경성을 함께 확보할 수 있는지 판단하는 것이 중요하다”며 “이번 연구가 실제 산업의 공정 선택과 사업성 검토에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘Environmental Impact Assessment Review’ 온라인판에 지난 9월 7일 게재됐다.