수입에 의존하는 희토류 흡착 섬유로 재활용한다
수입에 의존하는 희토류 흡착 섬유로 재활용한다
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국내 연구진이 희토류 금속의 재활용률을 높일 기술을 개발했다.
재활용 폐액과 광산·산업 폐수에 포함된 희토류 금속을 흡착하는 섬유로 버려지는 자원을 재활용하는 방식이다.
광물 산업의 지속가능한 생태계를 만드는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
최재우 한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구단 책임연구원이 이끄는 연구진은 희토류 금속 재활용 효율을 높이는 ‘나노 구조 섬유’를 개발했다고 20일 밝혔다.
희토류 금속은 매장량이 아주 적거나 일부 지역에만 매장돼 있는 금속 원소를 말한다.
대표적으로 리튬이온배터리에 쓰이는 리튬, 니켈이 희토류 금속에 속한다.
희토류 금속은 첨단 산업에서 핵심 소재로 중요성은 점차 커지고 있다.
하지만 한국은 희토류 금속이 매장돼 있지 않아 대부분을 수입에 의존하고 있다. 한국의 희토류 수입 의존률은 95%에 달한다.
게다가 중국과 칠레를 비롯한 일부 국가가 희토류 공급량 대부분을 독점하면서 공급망에 대한 부담도 커지고 있다.
연구진은 수명이 다한 제품에서 희토류 금속을 고효율로 재활용하는 기술을 개발해 이 같은 문제를 해결했다.
금속과 유기물을 결합한 금속-유기 구조체와 고분자 복합 섬유로 만든 ‘나노 구조 섬유’를 이용하는 방식이다.
섬유는 재활용 폐액에서 희토류를 흡착해 회수하는 역할을 한다.
연구진은 네오디뮴, 디스프로슘 등 두 가지 희토류 금속에 대해 재활용 효율을 확인했다.
두 금속은 3세대 영구자석의 핵심 소재로 쓰인다. 3세대 영구자석은 전기차, 하이브리드차, 풍력발전, 항공우주 산업에서 필수적인 부품으로 사용 중이다.
실험 결과, 섬유 1g당 네오디뮴은 468.6㎎, 디스프로슘은 435.13㎎을 흡착할 수 있는 것으로 나타났다.
이는 세계 최고 수준의 흡착률이며, 섬유 형태로 재활용 반응기에 쉽게 적용할 수 있어 재활용 과정을 개선할 수 있다.
연구진은 희토류 금속 흡착 섬유를 재활용뿐 아니라 광산, 산업 폐수에서도 희토류 금속 회수가 가능할 것으로 기대하고 있다.
최 책임연구원은 “고효율 희토류 금속 회수 소재는 기존의 흡착 소재를 대체할 수 있다”며
“성능, 생산성, 경제성, 적용성 측면에서 우수한 성능을 보여 광물 추출 생태계를 활성화할 것으로 기대된다”고 말했다.
대표적으로 리튬이온배터리에 쓰이는 리튬, 니켈이 희토류 금속에 속한다.
희토류 금속은 첨단 산업에서 핵심 소재로 중요성은 점차 커지고 있다.
하지만 한국은 희토류 금속이 매장돼 있지 않아 대부분을 수입에 의존하고 있다. 한국의 희토류 수입 의존률은 95%에 달한다.
게다가 중국과 칠레를 비롯한 일부 국가가 희토류 공급량 대부분을 독점하면서 공급망에 대한 부담도 커지고 있다.
연구진은 수명이 다한 제품에서 희토류 금속을 고효율로 재활용하는 기술을 개발해 이 같은 문제를 해결했다.
금속과 유기물을 결합한 금속-유기 구조체와 고분자 복합 섬유로 만든 ‘나노 구조 섬유’를 이용하는 방식이다.
섬유는 재활용 폐액에서 희토류를 흡착해 회수하는 역할을 한다.
