폐플라스틱으로 폐수 속 유가금속 회수…고부가가치 업사이클링 기술 개발

버려지는 PVC 폐플라스틱을 활용해 폐수 속 금, 팔라듐, 백금 등 유가금속만 선택적으로 회수할 수 있는 고기능 흡착제가 개발됐다.

한국연구재단은 고려대 이정현 교수·원왕연 교수 공동연구팀이 간단한 용매 처리 방식으로 제조할 수 있는 새로운 업사이클링 흡착 기술을 구현했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 폴리염화비닐(PVC) 폐플라스틱을 원형 그대로 유지하면서 불순물을 제거하고 다공성 구조를 형성한 뒤, 금속 이온을 환원시킬 수 있는 하이드라진(hydrazine) 기능기를 도입해 유가금속 흡착 기능을 부여했다.

제조된 흡착제는 실제 폐컴퓨터나 폐촉매에서 얻은 침출수에 적용한 결과, 다양한 금속이 혼재된 조건에서도 금, 팔라듐, 백금 등 유가금속만을 선택적으로 흡착하는 성능을 확인했다.


특히 흡착제는 반복 사용 후에도 초기 성능을 거의 유지해 재사용 가능성이 입증됐고, 열처리 공정을 통해 흡착된 금속을 고순도로 회수할 수 있어 전체 공정이 단순하면서도 경제적이라는 평가다.

흡착제 기반 금 회수 공정의 경제성과 환경성을 정량 분석한 결과, 기존 금 채굴·정제 방식보다 에너지 소비와 온실가스 배출 면에서 더 우수한 것으로 나타났다.

유가금속은 전자기기, 촉매, 배터리 등 첨단 산업 전반에 필수적인 고부가가치 자원이지만, 희소성과 높은 채굴 비용, 환경 부담으로 인해 전자폐기물이나 폐촉매에서의 회수 기술이 점차 중요해지고 있다. 기존 흡착제는 제조 공정이 복잡하고 독성 물질이 사용되는 등 환경성과 경제성에 한계가 있었다.

연구팀은 PVC 외에도 다양한 폐플라스틱과 천연 고분자 소재를 활용해 유사한 방식의 친환경 고기능 소재를 개발할 계획이다.

이정현 교수는 “폐플라스틱을 활용해 고부가가치 소재로 전환하는 지속가능한 전략을 제시한 데 의의가 있다”며 “자원순환과 환경 보호를 동시에 실현할 수 있는 기술로 확장해나갈 예정”이라고 설명했다.