전기응집법을 이용한 수중 미세플라스틱의 처리 및 응집체의 리튬이온 전지로의 응용에 관한 연구

초록

최근 플라스틱 소재의 사용량이 급격히 증가함에 따라 수많은 양의 플라스틱 폐기물들이 미세플라스틱의 형태로 해양환경에 축적되면서 생태계에 심각한 오염원으로 작용하고 있다. 무분별한 플라스틱의 사용과 폐기를 줄이기 위한 노력이 진행되고 있으나, 이미 오염된 자연환경을 복구하기위한 목적에서 미세플라스틱 처리 기술의 개발이 급히 요구되고 있다. 일반적인 수처리 공정은 응결-응집-침전-분리의 단계로 구성되어 있으며, 침전 단계에 많은 시간이 소요되고 분리된 응집체를 폐기하기위해 추가비용이 발생한다는 단점이 있어서 이를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기응집-자력침전의 두 단계의 공정으로 미세플라스틱을 처리하였으며, 공정에서 발생된 응집체는 후속처리를 거쳐 리튬이온 전지의 음극 활물질 소재로 응용하였다. 전기응집 반응을 시간별로 분석하여 응집체 형성 메커니즘을 규명하였으며, 플라스틱의 크기와 전해질 농도가 전기응집에 미치는 영향을 확인하였다. 응집체의 열처리 조건을 달리하여 음극활물질 소재로 가공하였으며, 흑연소재와 혼합하여 리튬이온 전지 성능을 평가하였고 혼합 음극소재에서 흑연소재 대비 전지 용량에 향상이 있음을 확인하였다.