태양빛을 이용해 중요한 화학물질이나 의약품 등 고부가가치 정밀화학제품을 만들 수 있는 원천기술이 개발됐다.
한국화학연구원은 백진욱 박사 연구팀이 태양빛만으로 이산화탄소로부터 포름산을 선택적으로 생산하는 '3차원 플라스틱 나뭇잎' 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.
포름산은 고무제품이나 섬유 염색, 세척제, 향료, 연료전지 등을 만드는 데 쓰이는 화학물질이다. 주로 화석연료에서 합성된 메탄올을 원료로 해 제조하기 때문에 제조 공정에서 이산화탄소가 배출된다.
백 박사팀은 빛에너지를 화학에너지로 전환하는 물질인 광촉매 분말을 기존 필름 형태에서 3차원 구조를 지닌 필름형태의 플라스틱으로 만들었다. 새로 개발한 광촉매 분말은 기존 2차원 필름 형태의 광촉매보다 빛을 받는 표면적을 넓고 효율적으로 만들 수 있어 태양광 전환 효율이 150% 가량 높다.
나뭇잎이 태양광을 받아 이산화탄소로부터 포도당을 생산하는 것처럼, 3차원 플라스틱 광촉매와 바이오 촉매가 결합된 인공나뭇잎 광촉매 시스템에 햇빛을 쪼여 포름산을 생산할 수 있도록 구현한 것이다.
앞서 백 박사팀은 2009년부터 인공광합성을 통한 포름산 제조기술을 개발해 왔으며, 2012년과 2016년에는 태양에너지의 가시광선을 활용해 고효율 포름산을 만드는 데 성공했다.
백진욱 박사는 "전 세계적으로 개발초기 단계에 있는 인공광합성 기술을 지속적으로 연구한 결과, 기존 연구를 진일보시켜 만들어 낸 연구성과"라며 "향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 '태양광 공장'을 건설하겠다"고 말했다.
이 연구결과는 촉매과학 분야의 국제 학술지 '켐캣켐(5월 28일자)' 표지논문에 실렸으며, 과기부의 '차세대 탄소자원화사업'의 지원으로 연구가 수행됐다. 대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
