스마트폰·노트북 등 전자제품 사용이 늘며 전 세계 전자폐기물(E-waste) 배출량이 급증하는 가운데, 폐전자회로기판(PCB) 용액에서 금만 선택적으로 회수할 수 있는 고기능성 흡착 분리막이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

전북대학교 윤영상 교수와 경상국립대학교 원성욱 교수 공동연구팀은 강산성 환경에서도 금 이온에 선택적으로 결합하는 분리막을 만들어, 실제 PCB 용액에서 금을 우선 흡착·회수하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 『Chemical Engineering Journal』 최신호에 게재됐다.

연구팀 분리막은 아민 기능기를 가진 고분자를 플라스틱 기반 막에 안정적으로 결합한 구조로, 구리·니켈 등 다른 금속보다 금 이온을 우선 흡착한다. 실험에서 분리막의 금 흡착량은 그램당 720~870mg 수준으로 보고됐고, 강한 산성 조건에서도 성능이 안정적으로 유지됐다.

특히 금 이온이 분리막에 흡착된 뒤 환원제나 추가 약품 없이 금속 상태로 자연 환원되는 점이 특징이다. 연구팀은 사용된 분리막을 태우면 순도 높은 금만 남는 방식으로 공정을 단순화하고 환경 부담을 줄일 수 있다고 설명했다. 분리막은 3회 이상 반복 사용해도 성능 저하가 거의 없었으며, 연속 공정에서도 금만 선택적으로 회수하는 성과를 확인했다.

원성욱 교수는 현재 참여 중인 창업기업 ㈜엡틀러스에서 파일럿 실증을 진행 중이며, 배터리 폐기물 등 다양한 산업 폐기물로 적용 범위를 넓힐 계획이라고 밝혔다. 연구팀은 이번 기술이 전자폐기물 재활용 산업의 상용화를 앞당길 핵심 대안이 될 것으로 보고 있다.

As the use of electronic devices such as smartphones and laptops increases, the amount of global electronic waste (E-waste) is rapidly increasing. In the midst of this, a high-performance adsorption membrane that can selectively recover only gold from waste printed circuit boards (PCBs) solution has been developed by a domestic research team.

Professor Yoon Young-sang of Jeonbuk National University and Professor Won Seong-wook of Gyeongsang National University announced that they have successfully created a membrane that selectively binds to gold ions even in a strong acidic environment, allowing for the prioritized adsorption and recovery of gold from actual PCB solutions. The research results were published in the latest issue of the international academic journal 'Chemical Engineering Journal.'

The membrane developed by the research team is a structure in which a polymer with amine functional groups is stably combined with a plastic-based membrane, selectively adsorbing gold ions over other metals such as copper and nickel. The gold adsorption capacity of the membrane was reported to be in the range of 720 to 870 mg per gram in experiments, and its performance remained stable even under strong acidic conditions.

In particular, the feature of the gold ions being naturally reduced to a metallic state on the membrane without the need for a reducing agent or additional chemicals after adsorption is noteworthy. The research team explained that by incinerating the used membrane, a process where only high-purity gold remains can simplify the process and reduce environmental burdens. The membrane showed almost no performance degradation even after being used more than three times, confirming the selective recovery of gold in continuous processes.

Professor Won Seong-wook mentioned that pilot testing is currently underway at the startup company Eptherus in which he is involved, and they plan to expand the application range to various industrial waste materials such as battery waste. The research team believes that this technology will be a key alternative that will accelerate the commercialization of the electronic waste recycling industry.