Publication

Advanced Redox Technology Lab

Conference Abstract

Fabrication of millimeter-sized metal-organic frameworks/polymeric capsules for efficient recovery of rare-earth elements
Author
조은, 정경원, 이창하
Conference
2023년 대한환경공학회 국내학술대회
Date
2023.10.31.~2023.11.03.
Section
구두
Year
2023

NdFeB 계 영구자석은 가전 제품, 스마트폰, 자동차, 그리고 의료용 기기 등 다양한 분야에서 활용되어왔으며, 특히 최근 이슈가 되고 있는 전기 자동차와 신재생 에너지 분야인 풍력 발전기 등 미래 기술로까지 그 사용 범위가 더욱 확대되고 있다. 이에 따라, 영구 자석을 구성하는 핵심 희토류 원소인 네오디뮴(Nd)과 디스프로슘(Dy)의 수요가 전세계적으로 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 그러나 우리 나라의 경우 희토류 자체 매장량과 생산기술이 전무한 상황에서 99% 이상의 수요를 중국에서 수입하여 충족하고 있으며, 최근 중국의 자원 무기화 움직임이 심화됨에 따라 자원 재활용 체제 구축 및 자원순환 활성화를 통한 안정적인 공급망 구축이 시급하다. NdFeB 계 영구자석으로부터 희토류 금속을 회수할 수 있는 방법 중 하나인 흡착 공정은 효율성, 친환경성, 저에너지(경제성), 공정 적용 용이성 등 다양한 장점을 가지고 있다. 최근 높은 비표면적과 우수한 흡착 성능을 가진 금속-유기구조체(metal-organic framework, MOF)를 이용한 흡착 공정이 각광을 받고 있으나 MOF의 나노 크기 특성 상 흡착 공정 후 회수/분리가 어렵기 때문에 실제 적용에 대한 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는, MOF를 이용한 희토류 회수 및 실제 적용성을 동시에 확보하기 위해 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 기반의 구조적 안정성을 지닌 밀리미터 스케일의 PAN 캡슐 합성 및 그 내부 기공 구조에 금속-유기구조체 나노 입자를 합성할 수 있는 새로운 방법을 개발하였다.

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