- 이산화탄소 배출없이 화학물질 생산 가능
[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국화학연구원 CO2에너지연구센터 백진욱 박사 연구팀이 태양빛만을 이용해 이산화탄소로부터 주요 화학물질인 포름산을 선택적으로 생산하는 ‘3차원(3D) 플라스틱 나뭇잎’ 원천기술을 세계최초로 개발했다고 19일 밝혔다.
백진욱 박사 연구팀은 태양광을 활용해 특정 화학물질을 만들어내는 인공광합성 기술을 통한 포름산 제조 기술을 개발해 왔다. 2012년과 2016년에도 태양에너지의 대부분을 차지하는 가시광선을 활용한 고효율 포름산 제조에 성공해 주목받은 바 있다.
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| 이산화탄소로부터 포름산을 제조하는 3차원 플라스틱 인공나뭇잎 체계도[제공=한국화학연구원] |
후속인 이번 연구의 최대 성과는 식물의 엽록소처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 물질인 광촉매 분말을 필름형태에서 3차원구조를 가진 필름형태의 플라스틱으로 만드는 데 성공한 동시에 실용화를 위한 원천기술을 한단계 더 확보했다는 것이다.
이번에 새로 개발한 광촉매는 광흡수 물질을 자체적으로 포함하고 있는 3차원 구조를 가진 플라스틱 형태다. 2차원 필름 형태의 광촉매보다 태양광을 받는 표면적을 더 넓게 그리고 더 효율적으로 만들 수 있어 태양광 전환 효율도 150% 가량 증가했다.
또한 향후 포름산 뿐 아니라 태양광에너지를 이용해 의약품 등 고부가 정밀화학제품을 제조할 수 있으며 웨어러블 태양전지소재 등과 같은 다양한 분야에도 응용될 수 있다고 연구팀은 설명했다.
특히 포름산은 제조 공정상 이산화탄소 배출이 불가피했지만 인공광합성 기술을 활용해 제조하면 이산화탄소 배출없이 생산할 수 있다.
백진욱 박사는 “상용화 시 태양광에너지로 포름산 1톤 생산 시, 이산화탄소를 대략 0.96톤 저감이 예상된다”면서 “향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장을 건설하겠다”고 밝혔다.
이번 연구성과는 촉매과학분야 국제학술지 ‘챔캣챔(ChemCatChem)’ 전면 표지논문으로 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
