환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 전기차 등에 사용된 폐배터리의 핵심광물을 친환경적인 방법으로 환원할 수 있는 미생물 3종을 경상북도의 한 폐광산에서 지난해에 발견하고 이들 미생물의 금속자원 추출 및 분리 가능성을 최근 확인했다고 밝혔다.

국립생물자원관은 전북대 안준모·황국화 교수 연구진 및 군산대 이효정 교수 연구진과 함께 리튬이온배터리 양(+)극의 재료로 사용되는 양극활물질을 미생물이 활성화된 용액에서 24시간 동안 침출한 결과, 핵심광물인 리튬, 니켈, 망간 및 코발트가 95% 이상 분리되는 것을 확인했다.

이번 연구에 사용된 미생물 3종은 △애시디싸이오바실러스(Acidithiobacillus) 속에 속하는 2종과 △페로액시디바실러스(Ferroacidibacillus) 속에 속하는 1종이다.

▲ 양극활물질 NCM 111 대상 침출실험 결과,(a) Blank (미생물 미접종 상태의 pH 1.8 맞춘 배양액) 조건에서 24시간 내 금속 침출률이 Li (리튬) 40%, Co (코발트), Mn (망간), Ni (니켈) 약 33%를 확인하였다. (b) 미생물 KCTC 4516 균주를 접종한 조건에서는 금속 침출률이 24시간 이내 Li, Mn 약 65%, Ni, Co 약 90%를 달성하였다. (c∼e) 한편, 본 연구팀에서 확보한 균주 3종의 경우, 기존 KCTC 4516 균주 대비 1시간 이내에, 금속 침출률 90%를 달성하였으며, 24시간 이내에 95% 이상의 침출률을 확보하였다. 특히, 이 중 9P1 균주는 1시간 이내에 Li, Ni, Mn, Co 침출률 98%를 달성하였다.

국립생물자원관은 이번 연구 결과를 ‘바이오침출(Bioleaching)’과 관련된 특허로 이달 안에 출원하고 실증화를 위한 후속 연구를 수행할 예정이다.

‘바이오침출’이란 독성이 있는 무기산 대신, 미생물을 이용해 금속자원의 유용성분을 추출하는 생물학적인 기술로 공정상 위험성이 낮고 환경오염을 저감할 수 있는 환경친화적인 방법이다.

서민환 국립생물자원관장은 “앞으로도 우리나라의 다양한 생물자원을 발굴해 저탄소·녹색산업 육성에 기여할 수 있도록 생물자원 소재화 연구를 이어 나가겠다”라고 밝혔다.