일본의 새로운 EV 배터리용 리튬 회수 방법

화학적 변형을 통한 고효율 리튬 회수

일본의 연구진은 사용된 전기차(EV) 배터리에서 리튬을 최대 90%까지 회수할 수 있는 재활용 방법을 개발했습니다. 이 공정은 기존 재활용 방식이 종종 50% 미만의 물질만을 회수한다는 보고와 비교했을 때 상당한 개선을 의미합니다.

이 돌파구의 기술적 핵심은 "black mass"(배터리 폐기물) 처리 과정에서의 화학적 치환입니다. 표준적인 수산화나트륨을 사용하는 대신, 연구팀은 흰색 가루 형태인 회수된 수산화리튬을 사용하여 배터리 폐기물을 새로운 배터리에 재사용하기에 적합한 고순도 리튬으로 변환합니다. 이러한 변형은 회수율을 높일 뿐만 아니라 기존 재활용 기술과 비교하여 탄소 배출량을 약 40% 감소시킵니다.

공급망 안정성을 위한 전략적 중요성

현재 배터리 광물을 거의 전적으로 수입에 의존하고 있는 일본에게 국내 리튬 회수는 중요한 전략적 목표입니다. 이 기술을 확장함으로써, 일본은 해외 수입 의존도를 낮추고 EV 생산을 위한 국내 공급망을 안정화하는 것을 목표로 합니다.

이 프로젝트는 야심 찬 확장 목표를 설정했습니다:

• 2027: 생산 능력을 증대할 계획입니다.
• 2035: 매년 수만 톤의 재료를 추출하는 것을 목표로 합니다.

핵심 구현 과제

기술적인 회수율에도 불구하고, 이 기술의 전체적인 영향은 인프라와 경제적 장벽에 의해 제한됩니다. 현재 일본 내 사용된 리튬 이온 배터리의 약 14%만이 공식적인 재활용 시스템으로 유입되고 있으며, 이는 수거 인프라의 심각한 격차를 나타냅니다.

산업계 맥락 및 반론

업계 관찰자들 사이의 기술적 논의에 따르면, 90%의 회수율은 독보적인 돌파구라고 할 수 없을 수도 있습니다. 다른 글로벌 기업들이 이미 유사하거나 더 높은 효율성을 주장하고 있기 때문입니다.

"리튬 회수를 위한 업계 표준은... 90%이며, 탄산화 공정을 사용하는 일부 플랫폼은 현재 95% 이상을 달성하고 있습니다."

이 기술 및 유사 기술의 생존 가능성에 대해 제기된 다른 주요 사항들은 다음과 같습니다:

• 경제적 타당성: 주요 과제는 리튬을 회수하는 기술적 능력이 아니라, 원광 채굴보다 낮은 비용으로 수행하는 것입니다.
• 재료 가치: 리튬은 배터리 가치의 한 구성 요소일 뿐입니다. 공정이 경제적으로 지속 가능하려면 니켈, 코발트, 구리, 흑연의 회수도 똑같이 필수적입니다.
• 배터리 수명: 지난 10년 동안 생산된 많은 EV가 여전히 사용 중이거나 그리드 저장 장치와 같은 세컨드 라이프(second-life) 용도로 재용도화되고 있기 때문에, 현재 재활용 가능한 배터리 양은 적습니다.
• 글로벌 경쟁: Redwood Materials와 Mercedes-Benz와 같은 기업들은 배터리 소재에 대해 각각 95%와 96%의 회수율을 달성했다고 이미 주장했습니다.