폐수 속 유가금속 회수 효율 높인 고분자 흡착제 개발

산업 폐수에 포함된 금, 팔라듐, 백금 등 고가의 유가금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고성능 고분자 흡착제가 개발됐다. 이는 유가금속의 재활용을 통해 자원의 효율적 사용과 지속가능한 사회 구현에 기여할 것으로 기대된다.

한국연구재단은 23일 고려대학교 이정현 교수와 한국과학기술연구원 최재우 박사 공동 연구팀이 폐수 속 유가금속 회수 효율을 대폭 향상시킨 고분자 흡착제를 개발했다고 발표했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 진행했다.

유가금속은 배터리, 전자제품, 촉매 등 다양한 산업에서 필수적으로 사용되는 자원이다. 그러나 이들은 한정된 자원이기 때문에, 사용 후 회수해 재활용하는 것이 매우 중요하다. 기존에는 고분자 소재를 활용한 유가금속 흡착 연구가 진행되어 왔으나, 기존 흡착제는 흡착 속도가 느리고 회수 과정에서 어려움이 많았다. 또한, 환원제를 이용한 기존의 회수 방법은 유가금속뿐 아니라 다른 금속도 함께 환원돼 선택적 회수가 어렵다는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 고분자의 물리·화학적 구조를 설계해 강력한 환원력을 가진 하이드라자이드(hydrazide) 기능기를 다량 포함한 별 모양의 고분자 흡착제를 개발했다. 이 흡착제는 양전하를 띠고 있어, 다른 양이온성 금속이온을 흡착하지 않고 유가금속만 선택적으로 흡착할 수 있는 것이 특징이다. 또한, 흡착된 유가금속을 필터로 쉽게 분리해 흡착제와 금속을 효율적으로 회수할 수 있는 성능을 입증했다.

실험 결과, 연구팀은 버려진 전자기기(CPU)와 촉매에서 얻은 유가금속 용출 용액을 활용해 새로운 흡착제를 테스트한 결과, 유가금속을 100% 선택적으로 회수할 수 있음을 확인했다. 더불어, 흡착된 유가금속을 탈착한 뒤 흡착제를 재사용할 수 있어 상용화 가능성도 높다.

이정현 교수는 “이번 연구는 고분자 흡착제의 구조와 성능 간의 상관관계를 규명한 데 큰 의의가 있다”며 “향후 상용화가 가능한 고분자 흡착제를 개발하는 것이 목표”라고 밝혔다.

최재우 박사 또한 “이번 연구를 통해 다양한 산업 분야에서 유용한 자원을 회수하고, 유해 물질을 제거할 수 있는 기술적 가능성을 제시했다”며 “특히 산업적 활용가치가 높은 희토류와 같은 유가금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고효율 회수 소재 개발로 연구를 확장할 계획”이라고 덧붙였다.

이번 연구는 폐기물에서 가치 있는 자원을 효율적으로 회수하는 기술의 발전을 알리는 중요한 성과로 평가되며, 유가금속 회수 공정의 실용화 가능성을 높이는 계기가 될 것으로 보인다.