폐수 속 구리, 2배 더 빨리 뽑는다…KIST '재배 캡슐' 개발

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 폐수에서 구리를 손쉽게 회수할 수 있는 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 한국과학기술연구원(KIST) 최재우 박사팀이 산업폐수에서 구리를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 20일 밝혔다.

산업적으로 활용도가 매우 높은 구리는 자원이 한정돼 회수 기술이 매우 중요하다. 기존 공정은 고비용·복잡한 조건 등으로 대규모 적용이 어려워 간단한 공정의 흡착 기반 기술이 주목받고 있으나 아직 성능이 낮고 교체 주기도 잦아 경제적이지 못하다.

이번에 최 박사팀은 구리 이온이 2차원 표면에서 3차원 결정으로 자라나는 핵심 메커니즘을 규명하고 이 과정을 구현할 수 있는 '구리 재배 캡슐'을 설계하는 데 성공했다. 이를 통해  표면에서만 금속이 붙던 기존 흡착제의 한계를 넘어섰다.

연구팀은 "높은 흡수력을 위해선 구리 이온이 캡슐 내부로 들어와 머무르고 자랄 수 있는 공간이 필요하다"며 "쌀알 크기 캡슐 내부에 3차원 방사형 구조를 다층적으로 배치, 구리 이온이 빠르게 흡착된 뒤 캡슐 안에서 구리 결정으로 성장하도록 유도했다"고 설명했다.

캡슐에 대한 검증 결과, 기존 소재 성능 대비 약 2배 향상된 흡착용량 1602.3㎎/g을 기록했다.

특히 7회 반복 사용 후에도 성능 저하는 6.4% 이내, 50일 연속 운전에서도 구조적 및 기능성 안정성이 유지되는 게 확인됐다.

이 기술은 산업 현장에서 바로 적용 할 수 있어 급증하는 구리 수요 속에서 안정적인 자원 확보에 기여할 것으로 기대된다.

한국연구재단의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 재료화학 분야 국제학술지 '어드밴스드 컴퍼지트 앤 하이브리드 머티리얼즈(Advanced Composites and Hybrid Materials)'에 지난달 게재됐다.

최재우 박사는 "캡슐 내부에서 성장한 순도 높은 구리 결정은 촉매·전극 등 고부가가치 소재로 재활용될 수 있어 오염 제거를 넘어 폐수를 자원으로 전환하는 친환경 순환 시스템 구축에 핵심적 역할을 할 것"이라고 말했다.


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