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순천향대 조용현 교수팀, 복합 염수서 고순도 리튬 직접 회수 기술 개발
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단일 전기화학 셀로 98.6% 순도 인산리튬 생산…배터리 소재 공정 간소화 기대
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2026년 07월 28일(화) 14:10 [(주)온양신문사] 
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| | ↑↑ 순천향대학교 에너지공학과 조용현 교수 <사진 제공=순천향대학교> | ⓒ (주)온양신문사 |
순천향대학교(총장 송병국)는 에너지공학과 조용현 교수 연구팀이 복합 염수에서 리튬을 고순도 인산리튬(Li₃PO₄) 형태로 직접 회수할 수 있는 단일 셀 기반 전기화학 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
이번 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘레독스 흐름식 담수화에서 용해도 기반 분리를 통한 삼원계 염수 내 고순도 인산리튬의 직접 회수’다.
전기차 보급 확대로 배터리용 리튬 수요가 늘고 있지만, 염수에는 화학적 성질이 유사한 소듐과 마그네슘이 함께 들어 있어 리튬만 선택적으로 분리하기 어렵다. 기존 방식은 증발·침전·정제 등 여러 공정을 거쳐야 해 시간과 에너지, 화학약품 소모가 크다는 한계가 있다.
연구팀은 ‘레독스 흐름 탈염(RFD·Redox-Flow Desalination)’ 기반의 단일 셀 시스템으로 이러한 공정을 단순화했다. 셀 안에서 인산소듐(Na₃PO₄)은 물에 녹아 남고 인산리튬은 고체로 침전되는 ‘용해도 차이’를 활용해 리튬만 선택적으로 회수했다.
분리를 방해하는 마그네슘은 EDTA와 결합시켜 음이온성 복합체로 전환했다. 이를 통해 마그네슘이 리튬 회수 공간으로 이동하는 것을 차단하고, 하나의 셀에서 세 종류의 이온을 효과적으로 분리했다.
실험 결과 별도의 후처리 없이 순도 98.6%의 인산리튬을 얻었으며, 15㎃의 낮은 전류에서 리튬 1몰당 에너지 소비량은 0.4㎾h로 나타났다. 인산 3%를 전극에 첨가했을 때 최대 침전 효율은 56.1%까지 높아졌다. 소듐이 리튬보다 10배 많은 조건에서도 안정적으로 인산리튬을 회수해 복합 염수 적용 가능성도 확인했다.
인산리튬은 리튬인산철(LFP) 배터리 양극재의 핵심 원료다. 이번 기술은 탄산리튬 등 중간 물질을 거치는 기존 공정을 줄이고 고체 리튬화합물을 직접 생산할 수 있어 공정 시간과 화학약품 사용량을 낮출 것으로 기대된다.
이번 연구에는 순천향대 에너지공학과와 미래융합기술학과, 첨단에너지연구센터를 비롯해 홍익대학교, 미국 조지아공과대학교 연구진이 참여했다.
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| | ↑↑ 원스텝 고순도 Li3PO4 회수 공정 모식도 <사진 제공=순천향대학교> | ⓒ (주)온양신문사 | |
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온양신문사 기자  ionyang@hanmail.net
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