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리튬 염호로부터 선택적인 리튬 분리를 위한 나노여과 분리막의 최근 연구 동향 KCI 등재
Selective Lithium Recovery from Salt-Lake Brines Using Nanofiltration Membranes: A Review
리튬(Li)은 전기차 및 에너지 저장 장치 기술의 급성장에 따라 수요가 급격하게 증가하고 있으며, Li 염호 자원은 전 세계 리튬 공급의 약 60%를 차지하는 핵심 원천이다. 그러나 Li 염호에는 마그네슘 이온(Mg2+)을 비롯한 다양한 공존 이 온이 존재하여 선택적인 Li+ 분리가 어렵다. 기존 Li 회수 기술 중 나노여과(nanofiltration, NF) 분리막 기술은 낮은 에너지 소비, 간단한 운전, 친환경이라는 장점으로 인해 Li 회수에 유망한 기술로 부상하고 있다. 하지만, 널리 사용되는 폴리아마이 드 기반 NF 분리막은 표면 음전하 특성을 가지며 넓은 기공 크기 분포로 인해 Li 선택도가 낮다는 한계가 있다. 이러한 문제 를 극복하기 위해 최근 폴리아마이드 선택층에 표면 코팅/그래프팅, 첨가제 활용, 중간층 도입 등을 활용하는 연구들이 진행 되고 있다. 또한, 폴리아마이드 이외에 새로운 화학 구조를 갖는 소재들도 활용되고 있다. 본 총설에서는 Li 염호로부터 Li을 선택적으로 회수하기 위한 NF 분리막의 구조 및 특성과 최근 연구 현황에 대해 소개하고자 한다.
Lithium (Li) demand is rapidly increasing with the growth of electric vehicles and energy storage systems, and Li brine resources account for nearly 60% of global supply. However, the presence of coexisting ions, particularly magnesium ions (Mg2+), makes selective Li+ separation highly challenging. Nanofiltration (NF) membranes have emerged as a promising Li recovery technology owing to their low energy consumption, operational simplicity, and environmental compatibility. Yet, conventional polyamide-based NF membranes suffer from their negatively charged surfaces and broad pore size distributions, leading to poor Li selectivity. Recent advances, including surface coating or grafting, incorporation of additives, and interlayer engineering, offer potential solutions for increasing Li selectivity of the NF membranes. In addition, alternative materials with novel chemical structures have also been employed to enhance Li selectivity of the membranes. This review summarizes the structures, properties, and recent progress of NF membranes for Li recovery from Li brines.
Abstract
1. 서 론
2. NF 분리막을 활용한 리튬 회수 기술
2.1. NF 분리막 구조 및 Li 회수 메커니즘
2.2. NF 분리막을 활용한 Li 회수 성능 평가 지표
2.3. 기술적 이슈
3. 개발동향
3.1. 표면 코팅/그래프팅
3.2. 첨가제
3.3. 중간층 도입
3.4. IP 변형
3.5. PA 이외 소재
3.6. 정리
4. 결 론
감 사
Reference
