(사진 앞쪽부터) 한국지질자원연구원 이진영 박사(교신저자), 라제쉬 쿠마 박사(제1저자). (사진=한국지질자원연구원 제공)
한국지질자원연구원은 DMR융합연구단 전략광물활용기술연구팀 라제쉬 쿠마 박사와 이진영 박사가 백금족 금속의 재활용에 있어 난제로 꼽히는 백금과 로듐의 분리 추출을 손쉽게 해결할 수 있는 현상을 규명했다고 13일 밝혔다.
백금족 금속은 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 등 6종류로 모두 희소 금속이다. 높은 온도나 부식성 환경에서도 잘 견디며, 산(acid)에도 잘 녹지 않는 성질과 뛰어난 촉매로서의 성질을 갖고 있어 첨단산업에서 활용도가 높다.
특히 백금과 로듐 합금은 잘 부식되지 않고 탄성계수가 높아 LCD 유리를 만들거나 전기·전자 부품 등으로도 많이 쓰인다.
하지만, 대체금속을 찾기 어려운데다 전 세계적으로 생산량이 적은 만큼, 다이아몬드 다음으로 값이 비싸 많은 양이 사용 후 재활용되고 있다.
우리나라처럼 대부분 수입에 의존하는 국가에서는 백금족 금속을 재활용하는 기술이 필수적이지만, 백금과 로듐을 분리하는 과정에 시간과 비용이 많이 들어가는 등 어려움이 있었다.
연구진은 백금과 로듐의 원자 반경이 비슷해 추출제를 써도 분리가 잘 안 되는 문제를 해결하기 위해 크라운 에테르 화합물에 아민계 추출제를 조합한 추출 방법을 활용했다.
그 결과, 크라운 에테르 화합물만을 단독 사용했을 때보다 백금과 로듐이 분리되는 정도가 3배 이상 높아졌다.
연구진은 이와 같은 상승효과(Synergistic Effects) 현상을 밝혀내고, 그 이유가 아민계 추출제가 로듐이 백금과 함께 추출되는 경향을 현저히 낮추기 때문이라는 사실도 규명했다.
지질자원연 김규한 원장은 "중요한 전략 자원인 백금족 금속의 재활용 기술 개발로 친환경적이고 안정적인 원자재 확보가 가능해질 것"이라며 "앞으로도 인도가 국적인 라제쉬 쿠마 박사와 같은 우수한 해외 인재 채용을 통해 연구의 다양성과 국제화를 추구해나가겠다"고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)' 온라인판(영국시간으로 10일자)에 실렸다.