[에너지산업신문]

한국과학기술연구원이 산업 폐수에서 유가 금속 자원을 회수하는 섬유 기반의 흡착소재를 개발했다고 22일 밝혔다.

과기연 물자원순환연구단 최재우 박사팀은 금속을 흡착한 후 결정화하는 방식으로 수중의 금속 이온을 회수하고, 회수된 금속 결정은 스스로 탈각돼 자가 재생이 가능한 섬유형 금속 회수 소재를 개발했다.

연구팀은 섬유 형태의 소재 표면에 특정 화학기능기를 고정하면 수중 금속 이온이 결정화되는 현상을 활용하는 한편, 형성된 결정을 떼어내는 기술을 도입해 반영구적으로 사용할 수 있는 흡착 소재를 개발했다. 구리 이온으로 실험했을 때 기존 흡착제의 최대 흡착량은 그램(g) 당 1060밀리그램(mg)에 불과하지만, 개발된 소재를 활용하면 무한대에 가까운 흡착성능을 확보할 수 있다.

기존 고기능성 흡착제는 수 나노미터에서 수십 마이크로미터로 지름의 작은 알갱이 형태로 되어 있어 수중에서 활용하기 어려웠다. 연구팀이 개발한 금속 회수 소재는 섬유 형태로 수중 제어가 쉬워 실제 금속 회수 공정에 쉽게 적용할 수 있다.

도금, 반도체, 자동차, 배터리, 신재생에너지 등 다양한 산업에서 발생하는 폐수 내 유가금속을 회수하기 위한 기술은 환경보호 뿐만 아니라 경제적으로도 중요하다. 우리나라에서는 주로 폐수에 화학물질을 첨가해 중금속 이온을 산화물 형태로 석출시키는 방식을 사용한다. 하지만 이 과정에서 유해 화학물질이 유출될 수 있어 친환경 기술 개발이 필요한 상황이었다.

연구책임자인 최재우 박사는 “개발 소재는 아크릴 섬유를 기반으로 만들어지기 때문에 습식 방사 공정을 통한 대량 생산도 가능하고 폐의류도 활용할 수 있다”며 “폐수 재활용 기술을 이용해 산업계의 수요가 높은 유가금속의 해외 의존도를 낮출 수 있을 것”이라고 말했다.

과학기술정보통신부(장관 이종호)의 소재혁신 선도사업(2020M3H4A3106366), 세종 과학 펠로우십(RS-2023-00209565)과 KIST 기관고유사업(2E32442)으로 수행된 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 파이버 머티리얼즈(Advanced Fiber Materials)’에 2023년 10월 16일 게재됐다.

한국과학기술연구원이 산업 폐수에서 유가 금속 자원을 회수하는 섬유 기반의 흡착소재를 개발했다. (c)한국과학기술연구원

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