폐 LiCoO₂ 재활용 Co(OH)₂ 기반 OER 전극

폐리튬이온배터리(LIB)에서 회수한 물질을 기능성 전극으로 전환하는 것은 폐기물 가치화와 전기화학 에너지 변환을 통합하는 유망한 전략입니다. 본 연구에서는 폐 LiCoO₂ 양극에서 코발트를 약 99.7%의 효율로 침출하고, 약 98%의 수율로 Co(OH)₂ 형태로 회수했습니다. 회수된 Co(OH)₂는 알칼리성 환경에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 저비용 흑연/파라핀 복합 전극에 직접 통합되었습니다. 40 wt%의 Co(OH)₂를 함유한 전극이 가장 우수한 성능을 보였으며, 약 310 mV의 과전압에서 10 mA cm⁻²의 전류 밀도와 75 mV dec⁻¹의 타펠 기울기를 달성했습니다. Co(OH)₂ 통합은 이중층 전기용량을 약 8.4배 증가시키고 분극 저항을 약 72% 감소시켰습니다. OH⁻에 대한 0.87의 겉보기 반응 차수는 OER 동역학이 수산화물 농도에 크게 의존함을 나타냅니다. 최적화된 전극은 310 mV의 과전압에서 180시간 연속 작동 동안 10 mA cm⁻²에 가까운 전류 밀도를 유지했습니다. 이러한 결과는 폐 LIB에서 회수된 코발트를 알칼리성 물 산화용 기능성 전극으로 전환하는 간단하고 저렴하며 잠재적으로 확장 가능한 경로를 제시합니다.