전기·전자·촉매·광학·초전도체 등 다양한 산업 분야에서 쓰이지만, 생산이 제한적인 희토류를 폐기물에서 회수할 수 있는 단백질 흡착제가 개발됐다.
한국연구재단(이사장 이광복)은 권인찬 교수(광주과학기술원) 연구팀이 용매 사용 없이 철강 슬래그에서 희토류를 회수할 수 있는 '단백질 흡착제'를 개발했다고 19일 밝혔다.
희토류는 독특한 화학적, 전기적, 자성적, 발광적 특성을 가져 현대산업에서 필수 자원으로 여겨지고 있다. 그러나 수요 대비 불안정한 공급, 희토류 생산 과정에서 발생하는 환경오염이 문제가 된다.
최근 희토류를 산업폐기물에서 회수하는 연구들이 진행됐으나 기존 기술로는 사용한 흡착제나 용매가 환경오염 원인이 되는 한계가 존재했다. 또 산업폐기물에는 비희토류도 다량 포함돼 있어 희토류만을 선택적으로 회수하기 어려웠다.
연구팀은 희토류에 선택적 결합 및 탈착을 할 수 있는 단백질과 온도에 따라 졸-젤(Sol-Gel) 상변이가 되는 단백질을 융합해 희토류만을 선택적으로 회수할 수 있고 용매 사용 없이 반복 사용 가능한 단백질 흡착제를 개발했다.
13종 희토류 원소와 과량의 비희토류 원소 혼합물에 개발한 단백질 흡착제를 적용, 실험실 조건에서 90% 이상 희토류 선택적 회수가 가능함을 발견했다.
개발된 단백질 흡착제는 일정 횟수 반복 사용해도 희토류 회수 효율이 유지되며, 자연적으로 분해가 돼 환경오염 문제도 최소화할 수 있다.
또 산업폐기물인 철강 슬래그에 존재하는 15종 희토류에 대해 80% 이상 회수하는 결과를 확인해 산업 활용 가능성이 기대되고 있다.
다만 실제 응용을 위해선 단백질 흡착제 생산 및 적용 규모 확대에 대한 추가 연구가 필요하다.
권 교수는 “기존 기술 대비 친환경이고 선택적이며 재사용이 가능한 희토류 회수용 흡착제가 개발된 점이 큰 장점”이라며 “철강 슬래그뿐 아니라 화력 발전, 배터리 산업체 등 다양한 산업 현장에서 응용이 가능할 수 있는 잠재력을 지니고 있다”고 말했다.
한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터·중견연구와 C1 가스리파이너리 사업단 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 화학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 12월 26일 게재(온라인)됐다.
이인희기자 leeih@etnews.com
