값싼 식품 소재 ‘라이스 페이퍼’ 재발견…산업 폐수서 금 캐다

이정현 고려대 교수팀, 라이스 페이퍼 간단한 화학적 개질 활용 폐수 속 금 선택적 회수 ‘친환경 흡착제’ 개발...순환경제 구현 기여 저가 식품 소재인 ‘라이스 페이퍼’를 활용해 폐수에서 금을 회수하는 흡착제가 개발됐다. 기존 석유 흡착제 대비 제조 공정이 간단하고 친환경적이어서 산업폐수 처리와 전자폐기물 자원회수 현장에서 빠르게 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 한국연구재단은 이정현 고려대 화공생명공학과 교수 연구팀이 라이스 페이퍼의 화학적 구조를 변화시켜 폐수 속 금속을 선택적으로 회수할 수 있는 ‘고성능 친환경 흡착제’를 개발했다고 15일 밝혔다. 금은 전자제품, 촉매, 의료 등 다양한 분야에 쓰이는 필수 자원이다. 하지만 매장량이 한정돼 있어 전자폐기물, 산업폐수 등에서 금을 회수하는 자원순환 기술 중요성이 커지고 있다. 기존 흡착 기반 회수 기술은 공정이 간단하고 비용이 낮은 장점이 있는 반면 유기용매와 석유계 화학물질을 다량 사용하기에 경제적·환경적 부담이 크다. 분말 형태 흡착제는 사용 후 회수가 어렵고, 바이오폴리머 기반 흡착제는 복잡한 가교 공정으로 경제성이 떨어진다. 연구팀은 전분 기반 바이오매스 소재인 라이스 페이퍼에 주목했다. 라이스 페이퍼는 화학적 개질이 쉽고 이미 필름 형태로 제조돼 있어 별도 성형 공정 없이 흡착제로 활용할 수 있다. 연구팀은 라이스 페이퍼를 유기용매 대신 친환경 수계 조건에서 화학적으로 개질해 금 이온 흡착능을 부여했다. 개발된 흡착제는 산성의 전자폐기물 속에서 정전기적 인력과 킬레이션 메커니즘을 통해 다른 금속을 배제하고, 금 이온만을 선택적으로 흡착했다. 킬레이션 메커니즘은 금속 이온이 두 개 이상의 유기화합물 원자와 결합해 안정된 고리 구조를 형성하는 현상이다. 흡착된 금 이온 일부는 스스로 금 나노입자로 환원돼 회수 효율성과 선택성이 높아진다. 흡착 후에는 단순한 소성 공정으로 고순도의 금을 회수할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이정현 교수는 “저가의 식품 소재를 고부가가치 자원순환 소재로 전환해 순환경제 구현에 기여한 연구”라며 “앞으로 다양한 바이오매스를 활용해 귀금속과 희토류 회수를 위한 흡착제 연구를 이어갈 계획”이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 지난달 27일 온라인에 실렸다.