시사위크=박설민 기자  유독성 공업 폐수에서 중요한 금속자원인 구리를 추출 해낼 수 있는 기술이 개발됐다. 환경오염문제와 자원 확보라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 차세대 기술 산업으로 자리잡을 수 있을지 주목된다.

한국연구재단(NRF)은 한국과학기술연구원(KIST) 최재우 박사 연구팀이 복잡한 조성의 산업폐수에서 구리를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 20일 밝혔다. 

주요 자원인 구리를 회수할 수 있는 기존 공정은 고비용·복잡한 조건으로 대규모 적용이 어려웠다. 이로 인해 간단한 공정의 흡착 기반 기술이 주목받았다. 하지만 이 기술 역시 흡착 방식의 낮은 용량 및 선택성으로 근본적 한계가 존재했다. 

이에 KIST 연구진은 구리 이온이 2차원 표면에서 3차원 결정으로 자라나는 핵심 메커니즘을 규명, 이 과정을 그대로 구현하는 ‘구리 재배 캡슐’을 설계하는 데 성공했다. 쌀알 크기 캡슐 내부에 3차원 방사형 구조를 다층적으로 배치한 다음, 구리 이온이 빠르게 흡착된 뒤 캡슐 안에서 구리 결정으로 성장하도록 유도한 것이다.

KIST 연구진이 개발한 캡슐은 기존 소재 성능 대비 약 2배 향상된 흡착용량 1,602.3mg/g을 기록했다. 또한 7회 반복 사용 후에도 성능 저하는 6.4% 이내, 50일 연속 운전에서도 구조적 및 기능성 안정성을 유지함을 확인했다. 

특히 복잡한 산업폐수와 전자폐기물에서 구리만을 선택적으로 회수할 수 있다는 것은 큰 장점이다.  산업 현장에서 바로 적용 가능한 고내구성·고선택성 회수 공정을 구현할 수 있어서다. 또한 반복 재생이 가능해 운영 비용을 크게 절감할 수 있다. 

최재우 KSIT 박사는 “캡슐 내부에서 성장한 순도 높은 구리 결정은 촉매·전극 등 고부가가치 소재로 재활용될 수 있다”며 “단순한 오염 제거를 넘어 폐수를 자원으로 전환하는 친환경 순환 시스템 구축에 핵심적 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 컴퍼지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials)’에 10월 1일 게재됐다.