버려지는 철강폐기물서 '희토류' 뽑아쓴다

- 광주과기원, 철강폐기물에서 희토류 추출하는 단백질 흡착제 개발

희토류 원소기호.[123RF]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 첨단산업 소재로 활용되는 희귀금속인 희토류 공급부족을 일거에 해소할 것으로 기대되는 원천기술을 개발했다.

한국연구재단은 광주과학기술원 권인찬 교수 연구팀이 생산이 제한적인 희토류를 폐기물인 철강 슬래그에서 선택적으로 회수 할 수 있는 단백질 흡착제를 개발했다고 19일 밝혔다.

희토류를 산업폐기물에서 회수해 생산 부족 문제를 해결하려는 연구들이 진행돼 왔지만 기존의 기술로는 사용한 흡착제나 용매가 환경오염의 원인이 되는 뚜렷한 한계가 존재했다.

또한 산업폐기물 내 희토류는 소량 존재하고, 마그네슘․구리 등의 희토류가 아닌 원소들이 다량 포함돼 있어서 희토류만을 선택적으로 회수하는 것은 어려웠다.

연구팀은 희토류에 선택적 결합 및 탈착이 가능한 단백질과 온도에 따라 졸-젤(Sol-Gel) 상변이가 되는 단백질을 융합해 희토류만을 선택적으로 회수 가능하고 용매 사용 없이 반복 사용이 가능한 단백질 흡착제를 개발했다. 개발된 단백질 흡착제는 자연적으로 분해돼 환경오염의 문제도 최소화 할 수 있다.

지구에 상대적으로 많이 분포돼 있는 13종의 희토류 원소와 과량의 비희토류 원소 혼합물에 개발한 단백질 흡착제를 적용, 실험실 조건에서 90% 이상의 희토류를 회수하고 비희토류는 거의 회수되지 않음을 확인했다.

개발된 단백질 흡착제를 통한 철강 슬래그 희토류 회수율.[광주과기원 제공]

또한 일정 횟수 반복 사용해도 희토류 회수 효율이 유지됐고 산업폐기물인 철강 슬래그에 존재하는 15종의 희토류에 대해 80% 이상 회수하는 결과를 확인했다.

권인찬 교수는 “실제 응용되기 위해서는 단백질 흡착제 생산 및 적용 규모 확대에 대한 더 많은 연구가 필요하다”고 말했다.

한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구성과는 화학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 12월 26일 온라인 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com