우리 연구실의 이채현 박사과정생이 공동 제1저자로 작성한 “Life cycle assessment-guided process innovation for electrochemical lithium extraction: Insights from laboratory-scale experiments” 논문이 환경 및 자원공학 분야의 국제학술지 Resources, Conservation and Recycling에 게재되었습니다.

본 연구는 폐리튬이온배터리 침출액으로부터 리튬을 회수하는 전기화학적 공정의 환경적 성능을 정량적으로 평가하기 위해, 실험실 규모에서 수행된 전기화학적 리튬 추출 공정에 대한 최초의 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)를 수행하였습니다. 특히, 리튬망간산화물(LMO) 전극 시스템과 리튬니켈망간산화물(LNMO) 전극 시스템을 비교하여 공정별 환경 영향을 체계적으로 분석하였습니다.

연구 결과, LNMO 시스템은 LMO 시스템 대비 약 53% 낮은 탄소배출량(33.1 vs. 68.0 kg CO₂-eq/kg Li₂CO₃)을 나타내며 우수한 환경적 성능을 보였습니다. 또한 두 시스템 모두에서 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP) 용매가 주요 환경부하 요인(핫스팟)으로 확인되었습니다. 이에 따라 6가지 대안 공정 시나리오를 구성하여 분석한 결과, NMP 사용 최적화 전략을 적용할 경우 탄소배출량을 28–43%까지 추가적으로 저감할 수 있음을 확인하였습니다. 더 나아가, 산업 규모 적용을 가정한 통합 최적화 시나리오에서는 개선된 전기화학적 리튬 추출 공정이 기존 스포듀민 기반 탄산리튬 생산 공정과 비교해 경쟁력 있는 환경 성능을 보이는 것으로 나타났습니다.

본 연구는 전기화학적 리튬 회수 공정의 지속가능성을 정량적으로 제시함과 동시에, 공정 에너지 절감 중심의 접근에서 나아가 물질 효율성(material efficiency) 개선의 중요성을 강조하였습니다. 또한 초기 단계의 전과정평가가 차세대 배터리 재활용 기술의 연구 방향 설정에 핵심적인 역할을 할 수 있음을 제시하였습니다.



 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2026.108866

이채현 박사과정생의 논문 게재를 진심으로 축하드립니다!