▲ 개발된 흡착제의 제조 과정 및 유가금속 흡착/회수 과정 / PVC 폐플라스틱을 용매 처리 및 화학적 개질을 통해, 가소제가 제거된 다공성 구조를 만들고, 유가금속(금, 팔라듐 및 백금)을 흡착할 수 있는 기능기를 도입해 흡착제를 제조했다(왼쪽 그림). 개발된 흡착제를 유가금속이 녹아있는 용액에 첨가하면 유가금속을 흡착해 용액의 색을 투명하게 만들고 유가금속이 흡착된 흡착제를 간단하게 회수할 수 있다(오른쪽 그림).(그림 및 설명=고려대학교 이정현 교수, 원왕연 교수)  © 특허뉴스

버려지는 폐플라스틱이 귀금속만 골라내는 '황금 사냥꾼'으로 재탄생하는 놀라운 업사이클링 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국연구재단은 고려대학교 이정현, 원왕연 교수 공동연구팀이 폴리염화비닐(PVC) 폐플라스틱을 원형 그대로 활용해 폐수 속 금, 팔라듐, 백금 등 고가의 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 밝혔다.

유가금속은 전자기기, 촉매, 배터리 등 핵심 산업에 광범위하게 사용되는 희소 자원으로, 전자폐기물이나 폐촉매로부터 이들을 회수하는 기술은 자원 재활용과 환경 보호 측면에서 매우 중요성이 커지고 있다. 특히 흡착 기반의 회수 기술은 공정이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있지만, 기존 흡착제들은 낮은 성능과 복잡하고 유독 물질이 사용되는 제조 과정이라는 한계를 가지고 있었다.

공동연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 PVC 폐플라스틱을 활용하는 혁신적인 전략을 제시했다. 연구팀은 간단한 용매 처리 공정을 통해 PVC 폐플라스틱의 불순물을 제거하고 다공성 구조를 형성한 후, 유가금속을 선택적으로 흡착하는 역할을 하는 하이드라진 기능기를 도입했다.

이렇게 개발된 흡착제는 폐플라스틱의 원형을 그대로 유지하여 공정이 단순하고 경제적이며 친환경적이라는 특징을 갖는다. 실제 폐컴퓨터 및 폐촉매 침출수에 적용한 결과, 다양한 금속이 혼재된 환경에서도 유가금속만 선택적으로 흡착하는 탁월한 성능을 보였다. 또한, 동일한 흡착제를 여러 차례 반복 사용해도 초기 성능을 거의 유지하여 뛰어난 재사용성을 입증했다.

더 나아가, 연구팀은 유가금속이 흡착된 흡착제를 열처리하여 고순도의 유가금속을 쉽게 회수하는 기술까지 개발했다. 이 금 회수 공정에 대한 경제성과 환경성을 정량적으로 분석한 결과, 기존의 금 채굴 및 정제 공정보다 훨씬 높은 경제성과 환경친화성을 가지는 것으로 나타나, 폐기물을 활용한 자원 선순환의 새로운 모델을 제시했다.

이정현 교수는 "버려지는 폐플라스틱을 간단하고 친환경적인 방법으로 고부가가치 소재로 재탄생시킨 데 큰 의미가 있다"며, "앞으로 다양한 종류의 폐플라스틱과 천연고분자를 활용하여 고부가가치 소재를 개발하는 연구를 지속할 것"이라고 포부를 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난 5월 9일 온라인 게재되며 학계의 주목을 받았다. 이 기술은 폐자원 활용을 넘어 지속 가능한 자원 순환 경제를 구축하는 데 기여할 것으로 기대된다.

논문명은 Ecofriendly Upcycling of Poly(vinyl chloride) Waste Plastics into Precious Metal Adsorbents이다.