서울대학교 에너지자원공학과 정은혜 교수의 에너지환경지구화학 연구실에서는 응용지구화학 및 환경지구화학 분야의 연구를 위주로 진행하고 있으며 흡착법, 용매추출법, 전기화학적 방법을 이용한 선택적 리튬 이온 회수에 관한 연구를 진행 중이다. 전기차의 상용화로 인해 리튬 원자재의 수요가 매년 크게 상승함에 따라 리튬 회수와 재활용이 중요한 문제가 되고 있다. 에너지환경지구화학 연구실에서는 염수, 생산수, 폐배터리 침출수 등 다양한 수용액 및 폐수에서 여러 방법을 이용한 리튬 회수 방법을 개발 중이다.

[흡착법을 이용한 선택적 리튬 회수 연구]

리튬에 선택성을 가진 흡착제 물질을 제조해 셰일가스 생산수에서 리튬을 회수하는 방법을 개발했으며, 생산수에 존재하는 여러 종류의 유기물 및 그 농도가 리튬 흡착에 미치는 영향에 관한 연구를 진행해왔다.

<리튬에 선택성을 가진 흡착제를 이용한 셰일가스 생산수에서의 리튬 회수 방법>

[용매추출법을 이용한 리튬 회수 연구]

셰일가스 생산수 및 지열수를 대상으로 D2EHPA 와 tributyl phosphate (TBP)를 이용한 2가 양이온 제거 및 선택적 리튬 회수 방법을 개발하였으며 수용액에 존재하는 유기물이 용매추출법을 이용한 리튬 회수에 미치는 영향에 관한 연구를 해왔다.

<용매추출법을 이용한 셰일가스 생산수에서의 선택적 리튬 회수법 (Jang et al., 2017, Appl. Geochem., 78) >

[전기화학적 리튬 회수 연구]

폐배터리 재활용 과정에서 발생하는 폐배터리 침출수에서 전기화학적 방법을 이용한 선택적 리튬 회수 연구를 진행중이며 리튬 회수 조건을 최적화했다. 현재는 폐배터리의 침출 과정부터 침출수에 존재하는 리튬과 그 외의 자원을 전기화학적 방법을 이용해 동시에 회수하는 기술을 개발 중이다. 또한 폐수에 존재하는 유기물이 전기화학적 리튬 회수에 미치는 영향에 관한 연구도 진행 중이다.

<전기화학적 방법을 이용한 폐배터리 침출수에서의 리튬 회수 및 리튬 재활용 과정 (Jang et al., 2021, Resour. Conserv. Recycl., 105837>