백 박사 연구팀은 인공광합성을 통한 포름산 제조 기술을 2009년부터 개발해 왔고 2012년과 2016에도 태양에너지의 대부분을 차지하는 가시광선을 활용한 고효율 포름산 제조에 성공해 주목을 받은 바 있다.
연구팀은 이번 후속연구를 통해 식물의 엽록소처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 물질인 광촉매 분말을 필름 형태에서 더 나아가 3차원구조를 가진 필름형태의 플라스틱으로 만드는 데 성공한 동시에 실용화를 위한 원천기술을 한단계 더 확보했다.
이번에 새로 개발한 광촉매는 광흡수 물질을 자체적으로 포함하고 있는 3차원 구조를 가진 플라스틱 형태다. 연구팀이 이전에 개발했던 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 이용하여 의약품 등 고부가 정밀화학제품을 제조할 수 있고 웨어러블 태양전지소재 등과 같은 다양한 분야에도 응용될 수 있다.
이번 기술은 이산화탄소 배출없이 화학물질을 생산할 수 있는 원천기술이다.
포름산은 주로 화석연료에서 합성된 메탄올을 원료로 하여 제조되고 있어 제조 공정상 이산화탄소 배출이 불가피했으나 인공광합성 기술을 활용하여 제조하면 이산화탄소가 원료자원이 되므로 배출을 피할 뿐 아니라 감축까지 할 수 있기 때문이다.
장기적으로는 화학물질 생산뿐만 아니라 이산화탄소 감축 관련 미래 신산업 창출에까지 기여할 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대되고 있다.
백진욱 박사는 “태양광 인공광합성시스템은 지구온난화 및 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 원천기술”이라며 “향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장(Solar Chemical Factory)을 건설하겠다”고 포부를 밝혔다.
이번 기술은 그 가치를 인정받아 촉매과학분야의 국제 학술지 ChemCatChem 전면 표지논문으로 게재됐다.
/대전=박희윤기자 hypark@sedaily.com
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