인공 광합성으로 이산화탄소, 개미산으로 전환

이화여대 화학·나노과학전공의 박소정(왼쪽)·김진흥 교수 [이화여대 제공]
이화여대 화학·나노과학전공의 박소정(왼쪽)·김진흥 교수 [이화여대 제공]

[헤럴드경제=채상우 기자] 이화여대 연구팀이 이산화탄소(CO₂)를 세계 최고 수준으로 자원화하는 기술 개발에 성공했다.

7일 이화여대에 따르면 이 학교 화학·나노과학전공 박소정·김진흥 교수 연구팀이 인공 광합성으로 이산화탄소를 개미산으로 전환하는 새로운 2차원 나노구조 촉매 시스템 개발에 성공했다. 이 시스템은 이산화탄소 전환 효율에서 세계 최고 기록을 보여, 국제 학술지에 실렸다.

지구온난화의 주범으로 지목받는 이산화탄소는 세계에서 매년 300억t 이상 배출된다. 특히 우리나라의 경우 최근 10년간 이산화탄소 증가율이 매해 최고치를 경신하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 과학기술계에서는 자연 보전과 새로운 에너지원 확보를 위해 이산화탄소를 자원화하는 연구·개발을 추진 중이다. 특히 광합성과 같이 태양에너지를 사용하는 방법이 각광을 받고 있다.

태양광에너지를 사용해 이산화탄소를 전환하는 인공 광합성용 촉매 시스템 개발은 전 세계적으로 활발한 연구 분야 중 하나다. 그러나 기존의 연구는 조효소 재생 촉매와 효소를 용액 내에 혼합해 사용해 반응 효율이 높지 않다는 문제점이 있었다.

연구팀은 조효소를 재생하는 금속 광촉매와 이산화탄소를 개미산으로 전환하는 효소를 2차원의 나노물질에 효율적으로 분리·배치해 이산화탄소 전환율에 관한 기존 연구의 한계를 보완했다. 연구팀은 가시광선을 조사(irradiation)해 실내 온도와 대기압 상태에서 이산화탄소를 고효율로 전환하는 데 성공했고, 조효소에 대한 이산화탄소 전환율에서 세계 최고 기록을 달성했다.

이번 광촉매 시스템 개발은 태양광 에너지를 활용해 이산화탄소를 유용한 탄소 자원으로 고효율 변환할 가능성을 보여줬다. 이는 향후 온실가스 감축을 위한 인공 광합성용 광촉매 시스템 개발 연구에 중요한 토대가 될 것으로 연구팀은 기대했다. 광촉매를 기반으로 한 인공 광합성 기술이 상용화되면, 대기 이산화탄소 농도 상승 억제에 도움을 줄 뿐 아니라 화석 자원을 대체할 대안에너지가 될 것으로도 연구팀은 내다봤다.


123@heraldcorp.com