KIST, 자원 회수용 3차원 신물질 고안
기존 흡착제보다 성능 2배…수질도 보호
국내 연구진이 의복 소재로 만든 쌀알 크기 덩어리를 이용해 공장 폐수에 녹아 있는 구리를 흡수하는 기술을 개발했다. 환경을 보호하는 것은 물론 핵심 광물자원을 새로운 방법으로 조달할 길이 열릴 것으로 보인다.
한국연구재단은 최재우 한국과학기술연구원(KIST) 박사가 이끄는 연구진이 공장 폐수에서 구리를 효과적으로 회수할 흡착제를 만들었다고 20일 밝혔다. 해당 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 컴퍼지츠 앤드 하이브리드 머티리얼스’에 실렸다.
구리는 전자나 에너지 산업에 많이 활용되는데, 특히 최근에는 전기차와 신재생에너지 장비가 널리 보급되면서 경제적 가치가 더욱 높아졌다.
그런데 구리는 세계 경기 흐름에 따라 가격 변동 폭이 크다. 구리를 산업계에 안정적으로 조달할 방안을 찾는 일이 중요해진 것이다. 광산뿐만 아니라 버려지는 공업 생산물에서 구리를 얻는 기술이 주목받는 이유다. 반도체 제작이나 금속가공 과정 등에서 나오는 폐수에는 구리가 다량 함유돼 있다.
연구진이 폐수에서 구리를 회수하기 위해 고안한 기술의 핵심은 의복 소재인 아크릴 섬유로 쌀알 크기의 3차원 물질, 즉 덩어리를 만든 것이다. 새 물질 내부에는 많은 구멍이 존재하는데, 여기에 구리가 다량 달라붙도록 했다. 내부에 많은 구멍이 숭숭 뚫린 스펀지가 물을 한껏 빨아들이는 원리를 응용한 셈이다. 새 물질이 구리를 빨아들이면 체로 걸러내 산성용액에 담근다. 그러면 농축된 구리를 얻을 수 있다.
기존에도 폐수 속 구리를 잡아내는 흡착제가 있기는 했다. 하지만 성능에 한계가 있었다. 이번에 연구진이 고안한 물질과는 달리 흡착제 표면에서만 구리를 흡수했다. 자석 표면에 철가루가 달라붙는 모습과 유사했다. 연구진은 흡착제 기능을 하는 물질 내부까지 구리가 스며들도록 해 성능을 높인 것이다. 연구진은 자신들이 고안한 새 물질의 흡착 용량(1602.3㎎/ｇ)이 기존 2차원 물질보다 약 2배 향상됐다고 밝혔다.
연구진은 이번 기술이 구리를 안정적으로 확보하는 것은 물론 수질을 보호하는 데에도 기여할 것으로 기대했다. 향후 구리뿐만 아니라 희귀금속 등 다른 물질을 뽑아내는 데까지 이 기술이 쓰일 수 있도록 노력할 계획이라고 연구진은 덧붙였다.
최 박사는 “구리 결정은 촉매나 전극 등 고부가가치 소재로 재활용될 수 있다”며 “이번 기술이 친환경 순환 시스템 구축에 핵심 역할을 할 것”이라고 밝혔다.
