서강대는 본교 화공생명공학과 이종석 교수 연구팀이 배터리 폐액 내 다양한 금속 이온 중 구리 이온(Cu2+)만을 선택적으로 회수할 수 있는 고성능 고분자 기반 흡착제를 개발했다고 19일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 이번 연구는 상용 고분자인 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)를 화학적으로 개질하고 칼슘(Ca2+)으로 활성화함으로써 기존 흡착제의 낮은 선택성과 화학적 안정성 문제를 동시에 극복했다.
본 성과는 화학공학 분야의 국제 저명 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 온라인 게재됐다.
금속 이온 흡착 기술은 용액 내 금속 이온을 분리·회수하는 친환경 기술로, 공정이 간단하고 비용 절감 효과가 크다.
2차전지 제조 및 폐기 과정에서 발생하는 폐액에는 구리, 니켈, 코발트 등 여러 금속이 동시에 존재한다. 그러나 이 중 원하는 금속만을 선택적으로 회수하는 것이 기술적 난제였다.
이에 연구팀은 혼합 이온 조건에서도 구리 이온만을 선택적으로 흡착할 수 있는 고분자 흡착제를 개발했다.
또한 서울대 이원보 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 금속 이온과 기능기 간의 결합 메커니즘을 분자 수준에서 규명하고, 고분자 개질 기반의 새로운 선택 흡착 원리를 제시했다.
실제 배터리 폐액을 모사한 시뮬레이션 용액 실험에서도 PPO-COOCa 흡착제는 높은 선택성과 회수 요율을 유지했다.
이는 대규모 배터리 재활용 공정에 적용될 경우, 고부가가치 금속 회수와 자원순환 실현에 기여할 것으로 기대된다. 나아가, 다양한 산업 폐수 정화에도 활용 가능성이 높다.
연구팀은 지난달 27일 서강대 우정관에서 관련 기업들을 대상으로 해당 기술설명회를 개최, 산업 현장 적용 가능성을 논의한 바 있으며 기술이전을 위한 후속 절차를 준비 중이다.
한편 이번 연구는 한국에너지기술평가원(KETEP), 한국연구재단(NRF), 그리고 국제공동연구프로그램의 지원을 받아 수행됐다.
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