성일하이텍이 폐배터리 리사이클링 과정 중 발생하는 폐수를 방출하지 않고 재사용한다. 오는 2026년부터 멤브레인 기술을 적용해 폐수를 다시 기존 공정에 공정수로 활용한다.

24일 서울 과학기술회관에서 열린 ‘SNE 배터리 컨퍼런스 2024’에서 이아름 성일하이텍 책임연구원이 폐배터리 리사이클링 공정에서 배출되는 폐수 처리 시스템을 친환경적 시스템 ‘젠(Gen)3’로 전환할 방침이라고 밝혔다.

폐배터리 재활용 공장은 길고 복잡하다. 폐배터리를 잘게 파쇄해 ‘블랙파우더’를 만들고 이를 화학작용과 여러 차례의 정제를 거쳐 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등의 원재료를 추출한다. 이 과정에서 화학 용액을 많이 사용해 산업용 폐수가 발생해 수처리 기술도 요구된다.

과거에는 폐수를 하수종말처리장으로 방류하는 젠1 시스템을 사용했으나 환경규제가 강화됨에 따라 폐수를 농축해 재자원화하는 젠2 시스템을 개발했다. 젠2는 폐수를 열 교환기를 통해 눙축한 후 황산나트륨을 뽑아내는 시스템이다. 성일하이텍의 새만금 제3 하이드로센터에 적용됐다.

다만, 젠2 시스템은 열 교환기 설비 제조 비용 부담과 회수된 고상 망초 처리가 어렵다. 이 책임연구원은 “수요 공급이 타이트하기 때문에 회수된 고상의 망초 처리가 굉장히 어렵다”며 “이 때문에 생산 규모를 늘리는데 있어서 큰 장애물이 될 것 같다”고 설명했다.

이를 해결하고자 성일하이텍은 ‘폐수 재자원화’에 도전한다. 개발 중인 젠3 시스템은 BMED(Bipolar Membrane Electro Dialysis) 기술을 이용한다. 멤브레인을 통해 폐수 내부에 있는 황산, 염기, 물 등으로 구분 후 공정수로 다시 사용할 수 있다.

BMED 기술이 적용된 젠3 시스템은 이번 3분기 파일럿 규모 설비구축을 완료한 뒤 4분기부터 운영조건 최적화를 시도한다. 이르면 2026년 1분기 사용화 공정을 설계할 예정이다.

이 책임연구원은 “회사가 사용하려는 바이폴라 멤브레인은 국내에서 만드는 회사가 별로 없다”며 “일본과 독일의 한정적인 회사에서 만들다 보니 가격이 비싸 비용적인 측면에서 부담이 있다”고 언급했다.

이어 “BMED가 공정 비용이 높지만 젠2 시스템도 공정 비용과 부지 차지가 크다”며 “국내에서 멤브레인 기술이 확보되면 시설투자비용을 낮출 수 있는 시기가 올 것”이라고 덧붙였다.

디일렉=이민조 기자 lmj2@bestwatersport.com
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