-조개껍질 만드는 원리인 생광물화 기술로 버려지는 리튬 폐액 재활용
-클로렐라로 리튬 폐액 90% 회수…비용 1/3 절감
-광양서 실증화 진행…2027년 양산·2030년 IPO 목표
탄산리튬은 전기차 배터리, 가전제품, IT 기기의 리튬이온 배터리에서 가장 중요한 양극재로 사용되며, 의약품 및 특수 유리와 광학 유리 제조에도 활용된다. 이와 같은 탄산리튬은 광산 채굴 또는 염호(소금이 농축된 호수)로부터 생산한다. 광산에서 채굴한 광석은 가열과 분쇄를 거쳐 황산과 혼합되고, 불순물을 제거한 후 이온 교환 및 농축 과정을 거친 후 탄소를 첨가하여 리튬을 침전시킨 뒤, 여과, 세척, 건조의 후처리 과정을 통해 탄산리튬을 최종 추출한다. 염호에서 추출한 염수는 리튬을 농축한 후 석회를 첨가하여 불순물을 제거하고, 탄산을 투입하여 탄산리튬으로 회수한다.
이렇게 탄산리튬을 추출한 후에도 여전히 농도가 낮은 리튬이 남아 있다. 이를 저농도 리튬 또는 리튬 폐액으로 부르는데, 여기서 탄산리튬을 다시 추출하려면 농축해서 불순물을 제거하는 과정을 다시 밟아야 한다. 문제는 많은 비용이 든다는 데 있다. 저농도 리튬에서 탄산리튬을 추출하는 것이 채굴 광석에서 탄산리튬을 추출하는 것보다 경제성이 낮기 때문에 그냥 버려지는 경우가 많다. 염호에서도 탄산리튬을 추출한 후 저농도 리튬이 남는데 이 역시 경제성이 낮아 그대로 버려진다.
전기차 배터리, 가전제품, IT 기기에서 사용한 리튬이온 배터리에서 리튬이 약 10%, 니켈과 코발트는 10~40%를 차지한다. 폐배터리의 리튬 폐액에는 다양한 불순물이 섞여 있는데, 니켈과 코발트는 경제성이 높아 분리해내지만 리튬은 양도 많지 않고 추가 공정에 따른 비용도 높아 그대로 버려지는 경우가 많다. 여기에 환경문제도 있다. 리튬폐액에서 리튬을 추출하려면 황산, 가성소다, 인산를 사용해야 하는데, 이들 화학제가 환경에 미치는 영향이 심각하다.
우리나라의 연간 리튬 생산량은 43,000톤이다. 이 중에서 10%인 4,300톤이 저농도 폐액으로 남는다. 금액으로 환산하면 연간 1000억원대의 리튬이 버려지는 것이다. 여기에 폐배터리와 염호에서 탄산리튬을 추출한 후 남은 저농도 리튬 폐액까지 합치면 버려지는 리튬은 훨씬 많다. 글로벌로 본다면 폐배터리에 남겨진 리튬만 15만 톤으로 12조원대의 가치가 재활용되지 못한 채 그대로 버려진다.
유럽연합이 2020년 제정해 2023년부터 발효한 배터리 규정(EU Battery Regulation)에 의하면, 2031년부터 새로운 산업용 배터리, 전기차 배터리, SLI 배터리에 코발트 16%, 리튬 6%, 납 85%, 니켈 6% 이상의 재활용 원료 사용을 의무화했다. 2036년에는 그 비율은 12%로 올라간다. 지금 버려지는 배터리의 50~80%를 재활용해야 재활용 비율을 맞출 수 있는 수준이다. 자원재활용에 대한 의무로 글로벌 폐배터리 재활용 시장은 2050년까지 200조 원대로 성장할 것으로 예상된다. 그 중 리튬 원료는 20조 원대의 시장이다.
그동안 저농도 리튬 폐액은 경제성이 낮았지만 버려졌지만 이제는 리튬 폐액을 재활용할 수 밖에 없는 상황이다. 이렇게 버려지던 리튬 폐액에서 리튬을 친환경적이면서 경제적으로 추출하는 기업이 있다. 바로 그린미네랄이다.
그린미네랄의 정광환 대표는 서강대학교 생명과학과 교수로, 약 10년 전부터 미세조류를 이용한 금속 재활용 연구를 시작했다. 연구 끝에 2021년 그린미네랄을 창업하게 됐다. 현재 그린미네랄은 이호석 전무(서강대 생명과학 교수)를 포함해 박사 4명, 석사 4명으로 연구개발팀을 구성하고 있다.
그린미네랄의 기술은 글로벌 배터리 재활용 산업의 가장 큰 문제를 해결하는 열쇠가 될 전망이다. 그린미네랄은 현재 광양에서 실증화 사업을 진행하고 있으며, 2027년부터 본격적인 양산에 들어갈 계획이다. 2030년 IPO를 목표로 사업을 확장하고 있다. 그린미네랄은 올해 SK텔레콤의 ‘ESG 코리아’에 선발되어 액셀러레이팅을 지원받고 있다.
정광환 대표를 가산디지털단지에 위치한 그린미네랄 사무실에서 만나 저농도 리튬 폐액에서 미세조류를 활용한 리튬 추출 기술, 광양에서 진행 중인 실증화 사업, 그리고 차세대 배터리 시장을 향한 그린미네랄의 향후 전략에 대해 들어봤다.
클로렐라에서 답을 찾다
그렇다면 그린미네랄은 경제성이 낮아 버려지는 리튬 폐액에서 어떻게 친환경적으로 리튬을 추출할 수 있을까? 그 비밀은 ‘클로렐라’(단세포 녹조류의 일종으로, 주로 민물에서 서식하며 광합성 능력이 있는 엽록소를 풍부하게 함유하고 있다)에 있다. 리튬 폐액에 화학 혼합물 대신 클로렐라를 넣으면 자연스럽게 하얀 탄산리튬 결정이 침전되는데, 이를 생광물화(biomineralization) 현상이라고 한다. 생광물화란 생물이 외부 물질들을 취해 광물처럼 단단하고 결정화된 형태로 만드는 현상을 말한다. 조개가 껍질을 만들거나 사람이 뼈를 만드는 것이 모두 이 같은 생광물화 현상에 해당한다.
“클로렐라에 있는 특정 효소가 생과물화 과정을 촉발합니다. 이 효소가 리튬 이온과 이산화탄소를 만나도록 합니다.”
리튬 폐액에 클로렐라를 투입하고 이산화탄소를 기포 형태로 넣으면 클로렐라는 광합성을 하면서 이산화탄소를 흡수한다. 이 과정에서 세포 내 효소들이 활성화되어 이산화탄소를 탄산염(CO₃²⁻) 이온으로 변환시킨다. 동시에 리튬 이온(Li⁺)이 탄산염과 만나 화학 반응을 일으키고, 탄산리튬이 결정화되어 침전된다. 마치 눈이 내리듯 하얀 결정이 용액 아래로 가라앉는다. 자연 상태의 클로렐라가 가진 생광물화 효소 능력만으로는 부족하다. 그래서 그린미네랄은 클로렐라의 생광물화 효소 능력을 높이기 위해 클로렐라에 유전자 조작을 가한다.
“생광물화에 관여하는 효소를 만드는 유전자를 클로렐라에 또 삽입하는 거예요. 원래 클로렐라는 자신의 생존을 위한 생광물화 능력만 가지고 있었습니다. 하지만 그린미네랄은 이 효소를 만드는 유전자를 추가로 도입해서, 같은 세포 내에서 같은 효소가 더 많이 만들어지도록 했어요.“
그린미네랄은 클로렐라 유전자 기술 관련해서 국내 특허 12건, 국제 특허 4건. 생광물화를 이용한 리튬, 니켈, 코발트 침출 기술 관련해서 국내 특허 8건, 국제 특허 4건 등 특허로 등록되거나 출원된 것만 해도 20건이 넘는다.
“클로렐라 유전자 도입 기술은 매우 어렵습니다. 식물의 세포벽이 워낙 단단하기 때문입니다. 어떻게 그 단단한 세포벽을 뚫고 유전자를 삽입할 것인가가 핵심입니다. 관련해서 그린미네랄이 특허를 받았습니다.“
기존 리튬 재활용 기술로는 경제성이 없어 버려지는 저농도 리튬 폐액. 그린미네랄은 유전자 조작 클로렐라를 이용해 이 폐액에서 90% 이상의 탄산리튬을 회수해낸다.
그린미네랄은 경제성과 환경성을 동시해 달성했다. 기존 방식은 황산, 가성소다, 인산 같은 강산·강알칼리를 반복해서 사용하며 8~10단계의 복잡한 공정을 거친다. 반면 그린미네랄은 클로렐라에 극소량의 황산만 사용하고 5단계로 단순화해 기존 화학적 방식의 3분의 1 수준으로 비용을 낮췄다. 화학제 사용을 최소화했기 때문에 기존 방식의 심각한 환경오염 문제도 크게 줄였다. 클로렐라는 바이오디젤이나 비료로 재활용할 수 있다.
실증화 단계, 그리고 스케일링
그린미네랄은 실험실에서의 연구를 끝내고 본격적으로 실증화 단계를 시작했다. 올해 9월 P사의 실증화 과제에 선정되어 연구 설비를 광양으로 옮겼다. 그동안 소규모 연구로만 실험했던 것에서 5톤 규모의 테스트가 가능해진 것이다.
연구실과 산업 현장은 차원이 다르다. 30리터 반응기에서는 온도가 거의 균일했다. 하지만 500리터가 되면 반응기의 중앙부와 가장자리의 온도가 달라진다. 이산화탄소가 위에서 주입되기 때문에 반응기의 아래쪽보다 위쪽의 산성 정도가 약하다. 클로렐라가 이산화탄소를 소비하면서 pH가 상승하는 부분도 있다. 이런 불균일성은 효소 반응의 효율에 직결되는 문제다.
그린미네랄은 이 문제들을 해결했다. 온도 제어 시스템으로 전체 반응기의 온도를 일정하게 유지하고, pH 버퍼 시스템으로 산성도를 목표 범위 내에 유지하며, 압력 제어 이산화탄소 버블링 시스템으로 이산화탄소를 균일하게 분산시킨다. 반응기 내부에는 온도, pH, 용존산소, 탁도 센서를 배치해 실시간으로 모니터링하고, 파란색과 빨간색 LED 조명으로 클로렐라의 광합성을 최적화했다.
그린미네랄은 리튬뿐만 아니라 니켈, 코발트 회수를 위한 기술 개발을 시험하고 있다. 리튬 회수에 적용한 생광물화 원리로 니켈, 코발트, 망간도 침전이 가능하기 때문이다. 그렇게 되면 폐배터리의 거의 모든 자원을 추출하는 것이 가능해진다. 배터리 재활용의 시장성을 본다면, 니켈과 코발트가 더 높은 가치를 가진다. 리튬이온 배터리의 구성에서 리튬은 약 10%이지만 니켈은 30~40%), 코발트는 10~20%로 훨씬 큰 비중을 차지하고 있다. 그린미네랄이 니켈 침출용 조성물, 코발트 침출용 조성물에 대한 특허를 출원한 것도 이 때문이다.
니켈, 코발트 회수 기술이 상용화되면 그린미네랄은 배터리 재활용 산업의 게임 체인저가 될 것으로 보인다.
“배터리에는 리튬뿐만 아니라 니켈, 코발트, 망간 같은 다양한 금속들이 있습니다. 생광물화 원리를 적용하면 대부분의 금속에 적용할 수 있습니다. 각 금속마다 최적의 클로렐라 유전자 조작이 필요하지만, 기본 원리는 같습니다.“
그린미네랄은 광양에서의 실증화를 성공적으로 마치고 양산에 필요한 공장 건설에 필요한 자금을 유치하기 위해 내년에 시리즈B 투자를 유치할 계획이다. 2027년 양산을 위한 공장 준공, 2028년 니켈·코발트 회수 기술 상용화를 거쳐 2030년 IPO를 목표로 하고 있다.
그동안 버려져 온 것들이 이제 가치 있는 자원으로 재인식되는 순간이다. 경제성 없다며 버려지던 12조원대의 시장이 이제 그린미네랄의 손으로 살아나기 시작했다. 2027년, 본격적인 양산이 시작될 때까지 그린미네랄의 여정은 계속될 것이다.
"Changing the Future of Batteries with Microalgae"… Green Minerals' Challenge: Simultaneously Addressing Economic and Environmental Issues in the Lithium Recycling Market
Recycling of discarded lithium waste using biomineralization technology, the same principle used to make seashells.
Chlorella recovers 90% of lithium wastewater, reducing costs by a third.
– Proof-of-concept testing underway in Gwangyang… Mass production in 2027, IPO in 2030 targeted.
Lithium carbonate is a key cathode material used in lithium-ion batteries for electric vehicles, home appliances, and IT devices, and is also used in the manufacture of pharmaceuticals, specialty glass, and optical glass. Lithium carbonate is produced from mines or salt lakes (concentrated salt lakes). Mined ore is heated and crushed, mixed with sulfuric acid, and impurities are removed. After ion exchange and concentration, carbon is added to precipitate the lithium. This is followed by filtration, washing, and drying to extract the lithium carbonate. The brine extracted from the salt lake is then concentrated for lithium, lime is added to remove impurities, and carbonate is added to recover the lithium carbonate.
Even after lithium carbonate is extracted, low-concentration lithium remains. This is called low-concentration lithium or lithium waste. To extract lithium carbonate again, the process of concentrating and removing impurities must be repeated. The problem is that this is very expensive. Because extracting lithium carbonate from low-concentration lithium is less economical than extracting it from mined ore, it is often simply discarded. Low-concentration lithium remains after lithium carbonate extraction from salt lakes, but this too is uneconomical and is simply discarded.
Lithium accounts for approximately 10% of the lithium-ion batteries used in electric vehicle batteries, home appliances, and IT devices, while nickel and cobalt account for 10-40%. The lithium waste fluid from spent batteries contains various impurities. While nickel and cobalt are economically viable and can be separated, lithium is often discarded due to the small quantity and high costs associated with additional processing. Environmental concerns also arise. Extracting lithium from lithium waste fluid requires the use of sulfuric acid, caustic soda, and phosphoric acid, chemicals that have a significant environmental impact.
South Korea's annual lithium production is 43,000 tons. Of this, 4,300 tons, or 10%, remains as low-concentration waste. This translates to an annual waste of approximately 100 billion won (approximately $85 million USD). Adding in the low-concentration waste from spent batteries and salt lakes, the amount of lithium being wasted is even greater. Globally, the lithium left behind in spent batteries alone amounts to 150,000 tons, representing an unrecycled waste volume of approximately 12 trillion won (approximately $10 billion USD).
According to the EU Battery Regulation, which was enacted in 2020 and took effect in 2023, new industrial batteries, electric vehicle batteries, and SLI batteries must use recycled materials containing at least 16% cobalt, 6% lithium, 85% lead, and 6% nickel starting in 2031. By 2036, this ratio will increase to 12%. To meet this recycling rate, 50-80% of discarded batteries must be recycled. Due to this mandate for resource recycling, the global waste battery recycling market is expected to grow to KRW 200 trillion by 2050. Lithium raw materials account for approximately KRW 20 trillion of this market.
Low-concentration lithium waste liquids were previously discarded due to their low economic viability. However, recycling is now the only option. There's a company that extracts lithium from this waste liquid in an environmentally friendly and economical way: Green Mineral.
Green Mineral's CEO, Jeong Gwang-hwan, is a professor of life sciences at Sogang University. He began researching metal recycling using microalgae about ten years ago. This research led him to found Green Mineral in 2021. Currently, Green Mineral's research team consists of four Ph.D.s and four Master's degree holders, including Executive Director Lee Ho-seok (Professor of Life Sciences at Sogang University).
Green Mineral's technology is expected to be key to solving the biggest challenges facing the global battery recycling industry. Green Mineral is currently conducting a demonstration project in Gwangyang and plans to begin full-scale mass production in 2027. The company is expanding its business with the goal of an IPO in 2030. This year, Green Mineral was selected for SK Telecom's "ESG Korea" program and is receiving acceleration support.
We met with CEO Jeong Gwang-hwan at Green Mineral's office in Gasan Digital Complex to learn about its lithium extraction technology using microalgae from low-concentration lithium wastewater, the ongoing demonstration project in Gwangyang, and Green Mineral's future strategy for the next-generation battery market.
Finding the Answer in Chlorella
So how can Green Minerals extract lithium from lithium wastewater, which is often discarded due to its low economic feasibility, in an environmentally friendly way? The secret lies in chlorella (a type of single-celled green algae that mainly lives in freshwater and is rich in chlorophyll, which enables photosynthesis). When chlorella is added to lithium wastewater instead of chemical mixtures, white lithium carbonate crystals naturally precipitate. This phenomenon is called biomineralization. Biomineralization refers to the phenomenon in which organisms take in external substances and transform them into hard, crystalline forms like minerals. Both clams forming shells and humans forming bones are examples of this biomineralization phenomenon.
“A specific enzyme in chlorella triggers the biochemical process. This enzyme brings lithium ions into contact with carbon dioxide.”
When chlorella is added to lithium wastewater and carbon dioxide is added in the form of bubbles, chlorella absorbs carbon dioxide while photosynthesizing. During this process, enzymes within the cells are activated, converting carbon dioxide into carbonate (CO₃²⁻) ions. At the same time, lithium ions (Li⁺) meet with carbonate and cause a chemical reaction, causing lithium carbonate to crystallize and precipitate. White crystals settle to the bottom of the solution, like falling snow. The biomineralization enzyme ability of natural chlorella is not enough. Therefore, Green Mineral genetically modifies chlorella to enhance its biomineralization enzyme ability.
"We've inserted a gene into chlorella that creates an enzyme involved in biomineralization. Originally, chlorella only possessed the ability to biomineralize for its own survival. However, Green Mineral has added the gene for this enzyme, allowing it to produce more of the same enzyme within the same cell."
Green Mineral holds over 20 registered or pending patents, including 12 domestic patents and four international patents related to chlorella genetic technology and eight domestic and four international patents related to lithium, nickel, and cobalt leaching technology using biomineralization.
"Chlorella gene introduction technology is extremely difficult. This is because the plant's cell walls are incredibly rigid. The key is figuring out how to penetrate that rigid cell wall and insert the gene. Green Mineral has received a patent for this technology."
Low-concentration lithium wastewater is discarded due to uneconomical recycling techniques. Green Mineral uses genetically engineered chlorella to recover over 90% of the lithium carbonate from this wastewater.
Green Mineral achieves both economic and environmental benefits. Conventional methods repeatedly use strong acids and alkalis like sulfuric acid, caustic soda, and phosphoric acid, and involve a complex eight- to ten-step process. In contrast, Green Mineral uses only a small amount of sulfuric acid in chlorella and simplifies the process to just five steps, reducing costs to one-third of conventional chemical methods. Minimizing the use of chemicals also significantly reduces the serious environmental pollution problems associated with conventional methods. Chlorella can be recycled into biodiesel or fertilizer.
Validation phase and scaling
Green Mineral has completed its laboratory research and has begun the full-scale verification phase. This September, it was selected for Company P's verification project and relocated its research facilities to Gwangyang. Previously conducted only on a small scale, testing on a 5-ton scale has become possible.
The laboratory and the industrial field are vastly different. In a 30-liter reactor, the temperature was nearly uniform. However, at 500 liters, the temperature at the center and edges of the reactor varied. Because carbon dioxide is injected from above, the acidity at the top of the reactor is lower than at the bottom. Chlorella also consumes carbon dioxide, causing the pH to rise. This inhomogeneity directly affects the efficiency of the enzyme reaction.
Green Mineral has solved these problems. A temperature control system maintains a constant temperature throughout the reactor, a pH buffer system maintains acidity within the target range, and a pressure-controlled carbon dioxide bubbling system evenly distributes carbon dioxide. Inside the reactor, temperature, pH, dissolved oxygen, and turbidity sensors are placed for real-time monitoring, and blue and red LED lighting optimizes chlorella photosynthesis.
Green Mineral is also testing technologies to recover nickel and cobalt, as well as lithium. The biomineralization principle used for lithium recovery also allows for the precipitation of nickel, cobalt, and manganese. This would allow for the extraction of nearly all resources from spent batteries. Considering the market potential of battery recycling, nickel and cobalt hold greater value. While lithium accounts for approximately 10% of a lithium-ion battery, nickel accounts for 30-40%, and cobalt accounts for 10-20%, a much larger proportion. This is why Green Mineral has filed patents for nickel and cobalt leaching compositions.
Green Minerals is expected to be a game changer in the battery recycling industry once nickel and cobalt recovery technology is commercialized.
Batteries contain not only lithium but also various metals, such as nickel, cobalt, and manganese. Applying the biomineralization principle can be applied to most metals. While each metal requires optimal chlorella genetic manipulation, the basic principle remains the same.
Green Mineral plans to secure Series B funding next year to successfully complete its demonstration project in Gwangyang and secure the necessary funds to build a factory for mass production. The company aims to complete construction of the factory for mass production in 2027, commercialize nickel and cobalt recovery technology in 2028, and launch an IPO in 2030.
This is the moment when what was once discarded is being re-evaluated as a valuable resource. A market worth 12 trillion won, once dismissed as uneconomical, is now being revived by Green Minerals. Green Minerals' journey will continue until full-scale production begins in 2027.
「微細藻類でバッテリーの未来を変える」…リチウムリサイクル市場、経済性と環境を同時に捉えたグリーンミネラルの挑戦
-貝殻を作る原理である生鉱物化技術で捨てられるリチウム廃液のリサイクル
-クロレラでリチウム廃液90%回収…コスト 1/3 削減
-光陽書の実証化進行… 2027年量産・2030年IPO目標
炭酸リチウムは電気自動車バッテリー、家電製品、IT機器のリチウムイオンバッテリーで最も重要な陽極材として使用され、医薬品や特殊ガラスや光学ガラス製造にも活用される。このような炭酸リチウムは鉱山採掘または塩湖（塩が濃縮された湖）から生産される。鉱山で採掘した鉱石は加熱と粉砕を経て硫酸と混合され、不純物を除去した後、イオン交換及び濃縮過程を経た後、炭素を添加してリチウムを沈殿させた後、ろ過、洗浄、乾燥の後処理過程を通じて炭酸リチウムを最終抽出する。塩湖から抽出した塩水はリチウムを濃縮した後、石灰を添加して不純物を除去し、炭酸を投入して炭酸リチウムに回収する。
このように炭酸リチウムを抽出した後も依然として濃度の低いリチウムが残っている。これを低濃度リチウムまたはリチウム廃液と呼ぶが、ここで炭酸リチウムを再抽出するには濃縮して不純物を除去する過程を再び踏まなければならない。問題は多くの費用がかかるということにある。低濃度リチウムから炭酸リチウムを抽出することが採掘鉱石から炭酸リチウムを抽出するよりも経済性が低いため、ただ捨てられることが多い。塩湖でも炭酸リチウムを抽出した後、低濃度リチウムが残るが、これも経済性が低くそのまま捨てられる。
電気自動車バッテリー、家電製品、ＩＴ機器で使用したリチウムイオンバッテリーでリチウムが約１０％、ニッケルとコバルトは１０～４０％を占める。廃電池のリチウム廃液には様々な不純物が混ざっているが、ニッケルとコバルトは経済性が高く分離しているが、リチウムは量も多くなく、追加工程によるコストも高くそのまま捨てられることが多い。ここに環境問題もある。リチウム廃液からリチウムを抽出するには、硫酸、苛性ソーダ、リン酸を使用する必要があり、これらの化学剤が環境に与える影響が深刻である。
韓国の年間リチウム生産量は43,000トンである。このうち10％の4,300トンが低濃度廃液として残る。金額に換算すれば年間1000億ウォン台のリチウムが捨てられるのだ。ここに廃電池と塩湖から炭酸リチウムを抽出した後、残った低濃度リチウム廃液まで合わせれば捨てられるリチウムははるかに多い。グローバルに見ると、廃電池に残されたリチウムだけ15万トンで、12兆ウォン台の価値がリサイクルされないままそのまま捨てられる。
欧州連合が2020年に制定し、2023年から発効したバッテリー規定(EU Battery Regulation)によれば、2031年から新しい産業用バッテリー、電気自動車バッテリー、SLIバッテリーにコバルト16%、リチウム6%、鉛85%、ニッケル6%以上のリサイクル原料の使用を義務化した。 2036年にはその割合は12％に上がる。今捨てられるバッテリーの５０～８０％をリサイクルしなければリサイクル比率を合わせることができる水準だ。資源リサイクルの義務により、グローバル廃電池リサイクル市場は2050年までに200兆ウォン台に成長すると予想される。そのうちリチウム原料は20兆ウォン台の市場だ。
これまで低濃度リチウム廃液は経済性が低かったが捨てられたが、今ではリチウム廃液をリサイクルするしかない状況だ。このように捨てられたリチウム廃液からリチウムを環境にやさしく経済的に抽出する企業がある。まさにグリーンミネラルだ。
グリーンミネラルのチョン・グァンファン代表は西江大学生命科学科教授で、約10年前から微細藻類を利用した金属リサイクル研究を始めた。研究の末、2021年にグリーンミネラルを創業することになった。現在、グリーンミネラルはイ・ホソク専務(西江大生命科学教授)を含め、博士4人、修士4人で研究開発チームを構成している。
グリーンミネラルの技術は、グローバルバッテリーリサイクル産業の最大の問題を解決する鍵となる見通しだ。グリーンミネラルは現在、光陽で実証化事業を進めており、2027年から本格的な量産に入る計画だ。 2030年IPOを目標に事業を拡大している。グリーンミネラルは今年SKテレコムの「ESGコリア」に選抜され、アクセラレーティングを支援されている。
チョン・グァンファン代表を加山デジタル団地に位置するグリーンミネラル事務所で会い、低濃度リチウム廃液で微細藻類を活用したリチウム抽出技術、光陽で進行中の実証化事業、そして次世代バッテリー市場に向けたグリーンミネラルの今後の戦略について聞いた。
クロレラで答えを探す
ではグリーンミネラルは経済性が低くなってしまうリチウム廃液から、どのように環境にやさしくリチウムを抽出できるのだろうか。その秘密は「クロレラ」（単細胞緑藻類の一種で、主に淡水で生息して光合成能力のある葉緑素を豊富に含んでいる）にある。リチウム廃液に化学混合物の代わりにクロレラを入れると自然に白い炭酸リチウム結晶が沈殿するが、これを生鉱物化（biomineralization）現象という。生鉱物化とは、生物が外部物質を取り、鉱物のように硬く結晶化した形態にする現象をいう。貝が殻を作ったり、人が骨を作ったりすることがすべてこのような生鉱物化現象に該当する。
「クロレラにある特定の酵素が生物質生成プロセスを引き起こします。この酵素がリチウムイオンと二酸化炭素に会うようにします。」
リチウム廃液にクロレラを投入して二酸化炭素を気泡状に入れるとクロレラは光合成しながら二酸化炭素を吸収する。この過程で細胞内酵素が活性化して二酸化炭素を炭酸塩（ＣＯ₃²⁻）イオンに変換する。同時にリチウムイオン（Ｌｉ⁺）が炭酸塩と会って化学反応を起こし、炭酸リチウムが結晶化して沈殿する。まるで雪のように白い結晶が溶液の下に沈む。自然状態のクロレラが持つ生鉱物化酵素能力だけでは不足している。したがって、グリーンミネラルはクロレラの生鉱化酵素能力を高めるためにクロレラに遺伝子操作を加えます。
「生鉱物化に関与する酵素を作る遺伝子をクロレラにまた挿入するんです。もともとクロレラは自分の生存のための生鉱物化能力だけ持っていました。しかしグリーンミネラルはこの酵素を作る遺伝子を追加導入し、同じ細胞内で同じ酵素がより多く作られるようにしました。」
グリーンミネラルはクロレラ遺伝子技術に関して国内特許12件、国際特許4件。生鉱物化を利用したリチウム、ニッケル、コバルト浸出技術に関して、韓国特許8件、国際特許4件など特許で登録または出願されただけでも20件を超える。
「クロレラ遺伝子導入技術は非常に困難です。植物の細胞壁があまりにも硬いからです。どのようにその硬い細胞壁を貫通して遺伝子を挿入するかが重要です。関連してグリーンミネラルが特許を受けています。」
従来のリチウムリサイクル技術では経済性がなくなってしまう低濃度リチウム廃液。グリーンミネラルは遺伝子操作クロレラを用いてこの廃液から９０％以上の炭酸リチウムを回収する。
グリーンミネラルは経済性と環境性を同時に達成した。従来方式は硫酸、苛性ソーダ、リン酸などの強酸・強アルカリを繰り返し使用し、８～１０段階の複雑な工程を経る。一方、グリーンミネラルはクロレラに極少量の硫酸のみを使用し、5段階に簡素化し、既存の化学的方式の3分の1レベルにコストを下げた。化学薬品の使用を最小限に抑えたため、既存の方法の深刻な環境汚染問題も大幅に減少しました。クロレラはバイオディーゼルや肥料でリサイクルできます。
実証段階、そしてスケーリング
グリーンミネラルは実験室での研究を終え、本格的に実証化段階を始めた。今年９月、Ｐ社の実証化課題に選定され、研究設備を光陽に移した。これまで小規模研究でのみ実験したことから、5トン規模のテストが可能になったのだ。
研究室と産業現場は次元が異なる。 30リットルの反応器では、温度はほぼ均一でした。しかし、500リットルになると反応器の中央部とエッジの温度が変わる。二酸化炭素が上方から注入されるので、反応器の下方より上方の酸性の程度が弱い。クロレラが二酸化炭素を消費しながらpHが上昇する部分もある。この不均一性は、酵素反応の効率に直結する問題である。
グリーンミネラルはこれらの問題を解決しました。温度制御システムを用いて反応器全体の温度を一定に保ち、ｐＨバッファシステムで酸性度を目標範囲内に維持し、圧力制御二酸化炭素バブリングシステムで二酸化炭素を均一に分散させる。反応器内部には温度、pH、溶存酸素、濁度センサーを配置してリアルタイムでモニターし、青と赤のLED照明でクロレラの光合成を最適化した。
グリーンミネラルはリチウムだけでなく、ニッケル、コバルト回収のための技術開発を試験している。リチウム回収に適用した生鉱物化原理で、ニッケル、コバルト、マンガンも沈殿が可能だからだ。そうなると、廃電池のほぼすべての資源を抽出することが可能になる。バッテリーリサイクルの市場性を見ると、ニッケルとコバルトはより高い価値を持っています。リチウムイオン電池の構成では、リチウムは約10％だが、ニッケルは30～40％）、コバルトは10～20％とはるかに大きな割合を占めている。グリーンミネラルがニッケル浸出用組成物、コバルト浸出用組成物に対する特許を出願したのもこのためである。
ニッケル、コバルト回収技術が商用化されると、グリーンミネラルはバッテリーリサイクル産業のゲームチェンジャーになると思われる。
「バッテリーにはリチウムだけでなく、ニッケル、コバルト、マンガンなどのさまざまな金属があります。生鉱化原理を適用すると、ほとんどの金属に適用できます。
グリーンミネラルは、光陽での実証化を成功裏に終え、量産に必要な工場建設に必要な資金を誘致するため、来年にシリーズB投資を誘致する計画だ。 2027年量産のための工場竣工、2028年ニッケル・コバルト回収技術の商用化を経て、2030年IPOを目指している。
これまで捨てられてきたものが今価値ある資源に再認識される瞬間だ。経済性がないと捨てられた12兆ウォン台の市場が、今やグリーンミネラルの手で生き返り始めた。 2027年、本格的な量産が始まるまでグリーンミネラルの旅は続くだろう。
“利用微藻改变电池的未来”……绿色矿业面临的挑战：同时解决锂回收市场中的经济和环境问题
利用生物矿化技术回收废弃锂废料，该原理与制造贝壳的原理相同。
小球藻可回收 90% 的锂废水，从而降低三分之一的成本。
– 概念验证测试正在光阳进行……目标是在2027年实现量产，2030年上市。
碳酸锂是电动汽车、家用电器和IT设备锂离子电池的关键正极材料，也用于制药、特种玻璃和光学玻璃的制造。碳酸锂产自矿山或盐湖（浓缩盐湖）。开采出的矿石经加热破碎后，与硫酸混合并去除杂质。离子交换和浓缩后，加入碳使锂沉淀。随后进行过滤、洗涤和干燥以提取碳酸锂。从盐湖中提取的卤水经浓缩提纯锂，加入石灰去除杂质，最后加入碳酸盐回收碳酸锂。
即使提取碳酸锂后，仍会残留低浓度的锂。这被称为低浓度锂或锂废料。要再次提取碳酸锂，必须重复浓缩和去除杂质的过程。问题在于，这非常昂贵。由于从低浓度锂中提取碳酸锂比从矿石中提取更不经济，因此通常直接丢弃。从盐湖中提取碳酸锂后也会残留低浓度锂，但这种方法同样不经济，也通常被丢弃。
在电动汽车电池、家用电器和IT设备中使用的锂离子电池中，锂约占10%，而镍和钴则占10%至40%。废旧电池产生的锂废液中含有多种杂质。镍和钴经济可回收且可以分离，但由于锂含量少且后续处理成本高，通常被丢弃。此外，还存在环境问题。从锂废液中提取锂需要使用硫酸、氢氧化钠和磷酸等化学品，这些化学品会对环境造成显著影响。
韩国每年锂产量为4.3万吨。其中，4300吨（约占10%）以低浓度废弃物的形式存在。这相当于每年约1000亿韩元（约合8500万美元）的锂浪费。如果将废旧电池和盐湖产生的低浓度废弃物也计算在内，锂的浪费量将更大。在全球范围内，仅废旧电池中残留的锂就高达15万吨，相当于约12万亿韩元（约合100亿美元）的未回收废弃物。
根据欧盟于2020年颁布、2023年生效的《电池法规》，自2031年起，新型工业电池、电动汽车电池和SLI电池必须使用至少含有16%钴、6%锂、85%铅和6%镍的再生材料。到2036年，这一比例将提高到12%。为达到这一回收率，必须回收50%至80%的废旧电池。由于这项资源回收的强制性规定，预计到2050年，全球废旧电池回收市场规模将达到200万亿韩元。其中，锂原材料约占该市场20万亿韩元的份额。
过去，低浓度锂废液由于经济效益低而被丢弃。然而，现在回收利用是唯一的选择。有一家公司——绿矿公司——以环保且经济的方式从这种废液中提取锂。
Green Mineral 的首席执行官郑光焕是西江大学生命科学系的教授。大约十年前，他开始研究利用微藻进行金属回收。这项研究促使他在 2021 年创立了 Green Mineral 公司。目前，Green Mineral 的研究团队由四名博士和四名硕士组成，其中包括执行董事李浩锡（西江大学生命科学系教授）。
Green Mineral 的技术有望成为解决全球电池回收行业面临的最大挑战的关键。该公司目前正在光阳开展示范项目，并计划于 2027 年开始全面量产。Green Mineral 正在拓展业务，目标是在 2030 年上市。今年，Green Mineral 入选 SK Telecom 的“ESG Korea”项目，并获得加速支持。
我们在位于加山数字园区的 Green Mineral 办公室与首席执行官郑光焕会面，了解该公司利用微藻从低浓度锂废水中提取锂的技术、在光阳正在进行的示范项目以及 Green Mineral 针对下一代电池市场的未来战略。
在小球藻中寻找答案
那么，绿矿公司是如何以环保的方式从通常因经济效益低而被丢弃的锂废水中提取锂的呢？秘诀在于小球藻（一种主要生活在淡水中的单细胞绿藻，富含叶绿素，能够进行光合作用）。当向锂废水中添加小球藻而不是化学混合物时，会自然析出白色碳酸锂晶体。这种现象被称为生物矿化。生物矿化是指生物体吸收外部物质并将其转化为坚硬的晶体形式（如矿物）的过程。蛤蜊形成贝壳和人类形成骨骼都是生物矿化现象的例子。
“小球藻中的一种特定酶会触发这一生化过程。这种酶使锂离子与二氧化碳接触。”
当小球藻被添加到锂废水中，并以气泡形式加入二氧化碳时，小球藻在光合作用过程中吸收二氧化碳。在此过程中，细胞内的酶被激活，将二氧化碳转化为碳酸根离子（CO₃²⁻）。同时，锂离子（Li⁺）与碳酸根离子发生化学反应，生成碳酸锂晶体并沉淀。白色晶体如同雪花般沉入溶液底部。天然小球藻的生物矿化酶活性不足。因此，绿矿公司对小球藻进行基因改造，以增强其生物矿化酶活性。
“我们已将一个基因插入小球藻中，该基因可以产生一种参与生物矿化的酶。原本，小球藻只具备生物矿化的能力以求自身生存。然而，Green Mineral公司添加了这种酶的基因，使其能够在同一个细胞内产生更多相同的酶。”
Green Mineral 拥有 20 多项已注册或正在申请的专利，其中包括 12 项与小球藻基因技术相关的国内专利和 4 项国际专利，以及 8 项与利用生物矿化技术提取锂、镍和钴相关的国内专利和 4 项国际专利。
“小球藻基因导入技术极其困难。这是因为这种植物的细胞壁非常坚硬。关键在于如何穿透这层坚硬的细胞壁并将基因插入其中。绿矿公司已获得这项技术的专利。”
由于回收技术成本过高，低浓度锂废水通常被丢弃。Green Mineral公司利用基因工程改造的小球藻，从这种废水中回收超过90%的碳酸锂。
绿色矿物法兼具经济效益和环境效益。传统方法反复使用强酸强碱，例如硫酸、氢氧化钠和磷酸，且工艺流程复杂，需要八到十个步骤。相比之下，绿色矿物法仅需少量硫酸即可从小球藻中提取，并将工艺简化至五个步骤，成本仅为传统化学方法的三分之一。此外，减少化学品的使用也显著降低了传统方法带来的严重环境污染问题。小球藻还可以回收制成生物柴油或肥料。
验证阶段和规模化
绿矿已完成实验室研究，并已进入全面验证阶段。今年9月，绿矿被选中参与P公司的验证项目，并将研究设施迁至光阳。此前只能进行小规模测试，如今已可进行5吨级规模的测试。
实验室和工业生产环境截然不同。在30升的反应器中，温度几乎均匀。然而，在500升的反应器中，中心和边缘的温度却存在差异。由于二氧化碳是从上方注入的，反应器顶部的酸度低于底部。小球藻也会消耗二氧化碳，导致pH值升高。这种不均匀性直接影响酶促反应的效率。
Green Mineral公司已成功解决这些问题。温度控制系统可确保反应器内温度恒定，pH缓冲系统可将酸度维持在目标范围内，而压力控制的二氧化碳鼓泡系统则可均匀分布二氧化碳。反应器内部设有温度、pH值、溶解氧和浊度传感器，用于实时监测，而蓝光和红光LED照明则可优化小球藻的光合作用。
Green Mineral公司也在测试回收镍、钴以及锂的技术。用于锂回收的生物矿化原理也可用于沉淀镍、钴和锰。这将使从废旧电池中提取几乎所有资源成为可能。考虑到电池回收的市场潜力，镍和钴的价值更高。锂在锂离子电池中约占10%，而镍占30-40%，钴占10-20%，比例要高得多。正因如此，Green Mineral公司已为镍和钴的浸出组合物申请了专利。
一旦镍和钴的回收技术实现商业化，Green Minerals有望成为电池回收行业的变革者。
电池不仅含有锂，还含有镍、钴、锰等多种金属。生物矿化原理适用于大多数金属。虽然每种金属的转化都需要对小球藻进行最佳的基因改造，但基本原理是相同的。
绿矿计划明年完成B轮融资，以顺利完成其在光阳的示范项目，并筹集必要资金建设大规模生产工厂。该公司目标是在2027年完成大规模生产工厂的建设，在2028年实现镍钴回收技术的商业化，并在2030年进行IPO。
如今，曾经被弃置的资源正被重新评估为宝贵的资源。价值12万亿韩元的市场，曾被认为不经济，如今正被Green Minerals公司重振。Green Minerals的征程将持续到2027年全面投产。
« Changer l’avenir des batteries grâce aux microalgues »… Le défi de Green Minerals : répondre simultanément aux enjeux économiques et environnementaux du marché du recyclage du lithium
Recyclage des déchets de lithium mis au rebut grâce à la technologie de biominéralisation, le même principe que celui utilisé pour fabriquer les coquillages.
Chlorella récupère 90 % des eaux usées contenant du lithium, réduisant ainsi les coûts d'un tiers.
– Des tests de validation de concept sont en cours à Gwangyang… Production de masse prévue pour 2027, introduction en bourse prévue pour 2030.
Le carbonate de lithium est un matériau de cathode essentiel utilisé dans les batteries lithium-ion pour véhicules électriques, appareils électroménagers et dispositifs informatiques. Il entre également dans la composition de produits pharmaceutiques, de verres spéciaux et de verres optiques. Le carbonate de lithium est produit à partir de mines ou de lacs salés (lacs salés concentrés). Le minerai extrait est chauffé et broyé, mélangé à de l'acide sulfurique, puis débarrassé de ses impuretés. Après échange d'ions et concentration, du carbone est ajouté pour précipiter le lithium. L'étape suivante consiste en une filtration, un lavage et un séchage pour extraire le carbonate de lithium. La saumure extraite du lac salé est ensuite concentrée pour en extraire le lithium, de la chaux est ajoutée pour éliminer les impuretés, et du carbonate est ajouté pour récupérer le carbonate de lithium.
Même après l'extraction du carbonate de lithium, il subsiste du lithium en faible concentration. On parle alors de lithium en faible concentration ou de déchets de lithium. Pour extraire à nouveau du carbonate de lithium, il faut répéter le processus de concentration et d'élimination des impuretés. Or, ce processus est très coûteux. L'extraction du carbonate de lithium à partir de lithium en faible concentration étant moins rentable que son extraction à partir de minerai, ce dernier est souvent tout simplement jeté. Il subsiste également du lithium en faible concentration après l'extraction du carbonate de lithium des lacs salés, mais là encore, l'extraction est peu rentable et le lithium est simplement jeté.
Le lithium représente environ 10 % des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques, les appareils électroménagers et les dispositifs informatiques, tandis que le nickel et le cobalt en représentent entre 10 et 40 %. L'électrolyte résiduel des batteries usagées contient diverses impuretés. Si le nickel et le cobalt sont économiquement viables et peuvent être séparés, le lithium est souvent jeté en raison de sa faible quantité et du coût élevé des traitements ultérieurs. Des préoccupations environnementales se posent également. L'extraction du lithium à partir de cet électrolyte résiduel nécessite l'utilisation d'acide sulfurique, de soude caustique et d'acide phosphorique, des produits chimiques ayant un impact environnemental important.
La production annuelle de lithium en Corée du Sud s'élève à 43 000 tonnes. Sur ce total, 4 300 tonnes, soit 10 %, sont gaspillées sous forme de déchets faiblement concentrés. Cela représente un gaspillage annuel d'environ 100 milliards de wons (environ 85 millions de dollars américains). Si l'on ajoute les déchets faiblement concentrés provenant des batteries usagées et des lacs salés, la quantité de lithium gaspillée est encore plus importante. À l'échelle mondiale, le lithium résiduel contenu dans les seules batteries usagées atteint 150 000 tonnes, ce qui représente un volume de déchets non recyclés d'environ 12 000 milliards de wons (environ 10 milliards de dollars américains).
Conformément au règlement européen sur les piles et accumulateurs, adopté en 2020 et entré en vigueur en 2023, les nouvelles piles industrielles, les batteries pour véhicules électriques et les batteries SLI doivent utiliser des matériaux recyclés contenant au moins 16 % de cobalt, 6 % de lithium, 85 % de plomb et 6 % de nickel à partir de 2031. D'ici 2036, cette proportion passera à 12 %. Pour atteindre ce taux de recyclage, 50 à 80 % des piles et accumulateurs usagés doivent être recyclés. Du fait de cette obligation de recyclage des ressources, le marché mondial du recyclage des piles et accumulateurs usagés devrait atteindre 200 000 milliards de wons coréens d'ici 2050. Les matières premières de lithium représentent environ 20 000 milliards de wons coréens de ce marché.
Auparavant, les effluents liquides faiblement concentrés en lithium étaient jetés en raison de leur faible rentabilité. Désormais, le recyclage est la seule option. Une entreprise, Green Mineral, extrait le lithium de ces effluents de manière écologique et économique.
Jeong Gwang-hwan, PDG de Green Mineral, est professeur de sciences de la vie à l'université Sogang. Il a commencé ses recherches sur le recyclage des métaux par les microalgues il y a une dizaine d'années, recherches qui l'ont conduit à fonder Green Mineral en 2021. L'équipe de recherche de Green Mineral compte actuellement quatre docteurs et quatre titulaires de master, dont le directeur général, Lee Ho-seok (professeur de sciences de la vie à l'université Sogang).
La technologie de Green Mineral devrait jouer un rôle clé dans la résolution des principaux défis auxquels est confrontée l'industrie mondiale du recyclage des batteries. Green Mineral mène actuellement un projet pilote à Gwangyang et prévoit de lancer une production de masse à grande échelle en 2027. L'entreprise développe ses activités en vue d'une introduction en bourse en 2030. Cette année, Green Mineral a été sélectionnée pour le programme « ESG Korea » de SK Telecom et bénéficie d'un accompagnement pour accélérer son développement.
Nous avons rencontré le PDG Jeong Gwang-hwan dans les bureaux de Green Mineral, situés dans le complexe numérique de Gasan, afin de découvrir sa technologie d'extraction du lithium utilisant des microalgues à partir d'eaux usées à faible concentration de lithium, le projet de démonstration en cours à Gwangyang et la stratégie future de Green Mineral pour le marché des batteries de nouvelle génération.
Trouver la réponse dans la chlorelle
Comment Green Minerals parvient-elle à extraire le lithium des eaux usées lithifères, souvent rejetées en raison de leur faible rentabilité, et ce, de manière écologique ? Le secret réside dans la chlorelle (une algue verte unicellulaire vivant principalement en eau douce et riche en chlorophylle, essentielle à la photosynthèse). L’ajout de chlorelle aux eaux usées lithifères, en remplacement de mélanges chimiques, provoque la précipitation naturelle de cristaux blancs de carbonate de lithium. Ce phénomène est appelé biominéralisation. La biominéralisation désigne le processus par lequel les organismes absorbent des substances extérieures et les transforment en formes cristallines et dures, comme les minéraux. La formation des coquilles chez les palourdes et celle des os chez l’être humain en sont des exemples.
« Une enzyme spécifique présente dans la chlorelle déclenche le processus biochimique. Cette enzyme met les ions lithium en contact avec le dioxyde de carbone. »
Lorsqu'on ajoute de la chlorelle aux eaux usées contenant du lithium et du dioxyde de carbone sous forme de bulles, la chlorelle absorbe ce dioxyde de carbone tout en effectuant la photosynthèse. Au cours de ce processus, des enzymes intracellulaires s'activent, transformant le dioxyde de carbone en ions carbonate (CO₃²⁻). Simultanément, les ions lithium (Li⁺) réagissent avec le carbonate, provoquant la cristallisation et la précipitation du carbonate de lithium. Des cristaux blancs se déposent au fond de la solution, tels des flocons de neige. L'activité enzymatique de biominéralisation de la chlorelle naturelle étant insuffisante, Green Mineral modifie génétiquement la chlorelle afin d'améliorer cette activité.
« Nous avons inséré dans la chlorelle un gène qui crée une enzyme impliquée dans la biominéralisation. À l'origine, la chlorelle ne possédait la capacité de biominéraliser que pour sa propre survie. Cependant, Green Mineral a ajouté le gène de cette enzyme, lui permettant ainsi de produire davantage de cette même enzyme au sein de la même cellule. »
Green Mineral détient plus de 20 brevets enregistrés ou en cours d'examen, dont 12 brevets nationaux et quatre brevets internationaux liés à la technologie génétique de la chlorelle, et huit brevets nationaux et quatre brevets internationaux liés à la technologie de lixiviation du lithium, du nickel et du cobalt utilisant la biominéralisation.
« La technologie d'introduction du gène Chlorella est extrêmement complexe. Cela s'explique par la rigidité exceptionnelle des parois cellulaires de la plante. La difficulté réside dans la capacité à pénétrer cette paroi rigide et à y insérer le gène. Green Mineral a obtenu un brevet pour cette technologie. »
Les eaux usées faiblement concentrées en lithium sont rejetées faute de techniques de recyclage rentables. Green Mineral utilise des chlorelles génétiquement modifiées pour récupérer plus de 90 % du carbonate de lithium contenu dans ces eaux usées.
Green Mineral offre des avantages à la fois économiques et environnementaux. Les méthodes conventionnelles utilisent fréquemment des acides et des bases forts, comme l'acide sulfurique, la soude caustique et l'acide phosphorique, et impliquent un processus complexe en huit à dix étapes. À l'inverse, Green Mineral n'utilise qu'une faible quantité d'acide sulfurique dans la chlorelle et simplifie le processus à seulement cinq étapes, réduisant ainsi les coûts à un tiers de ceux des méthodes chimiques conventionnelles. La réduction de l'utilisation de produits chimiques diminue également considérablement les graves problèmes de pollution environnementale associés aux méthodes conventionnelles. La chlorelle peut être recyclée en biodiesel ou en engrais.
Phase de validation et mise à l'échelle
Green Mineral a achevé ses recherches en laboratoire et entame la phase de vérification à grande échelle. En septembre dernier, l'entreprise a été sélectionnée pour le projet de vérification de la société P et a transféré ses installations de recherche à Gwangyang. Les essais, auparavant réalisés à petite échelle, peuvent désormais être menés sur une échelle de 5 tonnes.
Le laboratoire et le milieu industriel sont très différents. Dans un réacteur de 30 litres, la température était quasi uniforme. En revanche, dans un réacteur de 500 litres, la température variait entre le centre et les bords. L'injection de dioxyde de carbone par le haut induit une acidité plus faible en surface qu'au fond. La chlorelle consomme également du dioxyde de carbone, ce qui entraîne une hausse du pH. Cette hétérogénéité affecte directement l'efficacité de la réaction enzymatique.
Green Mineral a résolu ces problèmes. Un système de régulation de la température maintient une température constante dans tout le réacteur, un système tampon de pH maintient l'acidité dans la plage cible et un système de bullage de dioxyde de carbone à pression contrôlée assure une distribution homogène de ce gaz. À l'intérieur du réacteur, des capteurs de température, de pH, d'oxygène dissous et de turbidité permettent une surveillance en temps réel, tandis qu'un éclairage LED bleu et rouge optimise la photosynthèse des chlorelles.
Green Mineral teste également des technologies de récupération du nickel, du cobalt et du lithium. Le principe de biominéralisation utilisé pour la récupération du lithium permet également la précipitation du nickel, du cobalt et du manganèse. Ceci permettrait d'extraire la quasi-totalité des ressources contenues dans les batteries usagées. Compte tenu du potentiel du marché du recyclage des batteries, le nickel et le cobalt présentent une valeur supérieure. Alors que le lithium représente environ 10 % d'une batterie lithium-ion, le nickel en représente 30 à 40 % et le cobalt 10 à 20 %, soit une proportion bien plus importante. C'est pourquoi Green Mineral a déposé des brevets pour des compositions de lixiviation du nickel et du cobalt.
Green Minerals devrait révolutionner le secteur du recyclage des batteries une fois que la technologie de récupération du nickel et du cobalt sera commercialisée.
Les batteries contiennent non seulement du lithium, mais aussi divers métaux comme le nickel, le cobalt et le manganèse. Le principe de biominéralisation peut être appliqué à la plupart des métaux. Bien que chaque métal nécessite une manipulation génétique optimale de la chlorelle, le principe de base reste le même.
Green Mineral prévoit de lever des fonds de série B l'année prochaine afin de mener à bien son projet de démonstration à Gwangyang et de réunir les capitaux nécessaires à la construction d'une usine de production de masse. L'entreprise ambitionne d'achever la construction de cette usine en 2027, de commercialiser sa technologie de récupération du nickel et du cobalt en 2028 et d'entrer en bourse en 2030.
C’est le moment où ce qui était autrefois délaissé est réévalué comme une ressource précieuse. Un marché de 12 000 milliards de wons, jadis jugé non rentable, est aujourd’hui relancé par Green Minerals. Le développement de Green Minerals se poursuivra jusqu’au démarrage de la production à grande échelle en 2027.
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