한국연구재단은 한국과학기술연구원(KIST) 최재우 박사 연구팀이 복잡한 조성의 산업 폐수에서 구리를 효율적으로 회수할 수 있는 새로운 흡착제를 개발했다고 20일 밝혔다.

최근 전자·에너지 산업을 중심으로 구리 수요가 급증하면서 안정적인 공급망 확보의 중요성이 커지고 있다.

그러나 매장량이 한정적이고 국제 공급 상황도 불안정해 폐수나 전자폐기물에서 구리를 회수하는 기술이 대안으로 주목받고 있다.

기존에도 흡착 기반 회수 기술이 있었지만 흡착 용량과 선택성이 낮아 산업 현장에서 반복 교체가 불가피했고 이로 인한 비용 증가가 해결 과제로 지적돼 왔다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘구리 이온이 캡슐 내부에서 자라나는 구조’를 구현하는 새 개념의 흡착제를 고안했다.

표면에서만 금속 이온이 붙는 기존 방식에서 벗어나 쌀알 크기 캡슐 내부에 3차원 방사형 구조를 여러 겹으로 배치해 이온이 빠르게 흡착된 뒤 내부에서 구리 결정으로 성장하도록 유도한 것이다.

이 방식을 적용한 결과 흡착제의 용량은 기존 소재 대비 약 두 배 향상된 1602.3mg/g을 기록했다.

재사용성도 높아 7회 반복 사용해도 성능 저하가 6.4%에 그쳤으며 50일 연속 운전 테스트에서도 구조적 안정성이 유지된 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 기술이 반도체·도금·금속가공 등 다양한 공정에서 나오는 복합 폐수 속에서도 구리만을 선택적으로 회수할 수 있어 산업 적용성이 높다고 설명했다.

특히 회수된 구리 결정의 순도가 높아 촉매나 전극 등 고부가가치 소재로도 재활용 가능할 것으로 기대된다.

최 박사는 “폐수를 단순히 제거해야 할 오염원이 아니라 자원으로 전환하는 순환 시스템 구축에 중요한 발판이 될 것”이라고 말했다.

함께 연구를 진행한 정 박사는 “산업 현장의 다양한 폐수를 대상으로 적용성을 확장해 성능을 더욱 최적화할 계획”이라고 밝혔다.