한국과 미국 공동연구진이 실리콘 폐기물에서차세대 리튬전지의 음극소재를 얻을 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다.
한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희유자원활용연구실 장희동 박사 연구팀은 한양대 김한수 교수, 미국 노스웨스턴대 지아싱 후앙 교수와 함께 실리콘 슬러지로부터 차세대 리튬이차전지 음극소재인 실리콘-그래핀 복합체를 제조하는 기술을개발했다고 30일 밝혔다.
실리콘 슬러지는 반도체 및 태양전지용 실리콘 웨이퍼 제조공정에서 주로 발생한다.
주 성분은 실리콘과 실리콘 카바이드로, 발생 규모가 연간 1만t 이상에 이르지만 대부분 폐기되고 있다.
실리콘 슬러지에는 순도 10N(99.99999999%) 이상의 초고순도 실리콘 나노입자가30% 이상 함유돼 있어 이를 분리 회수하는 방법이 과학기술계의 관심사로 떠오르고있다.
이번에 개발된 기술은 폐실리콘 슬러지를 물에 분산시킨 콜로이드 용액으로부터에어로졸 공정을 이용해 실리콘 슬러지에 함유된 실리콘을 화학적인 처리 없이 단일스텝으로 분리, 회수한 뒤 그래핀과 바로 결합해 실리콘-그래핀 복합체를 만드는 게핵심이다.
장희동 박사는 "이 기술 개발로 그동안 방치됐던 폐기물을 창조적으로 재활용할수 있는 계기를 마련했다"며 "관련 기술이 상용화될 수 있도록 힘을 쏟겠다"고 말했다.
환경부 글로벌탑 환경기술개발사업인 폐금속유용자원재활용사업단(단장 조봉규)의 지원을 받아 수행된 이 연구 결과는 세계적인 학술지인 네이처 자매지 '사이언티픽 리포츠' 3월 30일자 온라인판에 실렸다.
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