KIST-고려대, 나뭇잎처럼 광합성하는 인공장치 개발

국내 연구진이 나뭇잎처럼 태양빛을 받아 이산화탄소를 유용한 물질로 바꾸는 기술을 개발했다.
민병권 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터장과 고려대 그린스쿨대학원 공동 연구진은 태양 에너지만으로 작동하는 ‘일체형 인공광합성’ 장치를 개발했다고 27일 밝혔다.
나뭇잎의 광합성을 모방해 태양에너지를 고부가가치 화합물로 바꾸는 인공광합성 기술은 청정에너지로 불린다. 하지만 대부분의 연구가 여전히 기초연구에 머무르고 있다. 연구진은 인공광합성 시스템을 만들기 위한 구조를 지난해 3월 국제학술지인 ‘재료화학A 저널’에 발표한 뒤 이를 실제로 구현하는데 성공했다.
인공광합성 시스템을 만들기 위해서는 다양한 기술이 필요하다. 연구진은 실리콘 태양전지 기술을 응용해 태양빛을 흡수하는 ‘광전극’을 만들었다. 또한 물을 분해하는 촉매를 만든 뒤 이를 결합시켰다. 이렇게 만든 장치 8개를 모아 성능을 확인한 결과, 태양빛을 받으면 8개의 장치에서 일산화탄소를 시간당 250㎖ 생산할 수 있는 것으로 나타났다고 연구진은 전했다.
민 센터장은 “인공광합성 디바이스 효율을 향후 10% 까지 발전시킨다면, 현재 우리나라 영월군 40 MW 태양전지 플랜트 면적 (0.25㎢)과 같은 수준으로 설치할 경우 하루 4시간씩 가동시킨다면 연간 1만4000t의 일산화탄소를 생산할 수 있다”며 “이는 같은 면적에서 전력을 생산하는 것과 비교하면 부가가치가 3배 이상으로 높다”고 덧붙였다. 그는 “향후 인공광합성의 상용화를 위해 한걸음 진일보한 연구결과”라고 덧붙였다.
[원호섭 기자]