Update2024.05.18 (토)
식물이 광합성을 통해 포도당을 만들어내는 것처럼 태양광을 이용해 이산화탄소(CO₂)에서 연료 및 고부가 화합물을 선택적으로 제조하는 신기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국화학연구원(원장 김재현) 백진욱 박사 연구팀은 태양광을 이용하여 이산화탄소로부터 포름산(formic acid, HCOOH)을 선택적으로 제조하는 획기적인 인공광합성 원천 기술을 개발하여 화학분야의 세계최고 권위의 학술지인 Journal of the American Chemical Society 온라인판(2012년 7월6일)에 게재됐다고 밝혔다.
인공광합성이란 자연의 광합성과 비슷하게 햇빛을 이용해 물, 이산화탄소로부터 유기화합물을 만드는 과정을 말한다.
백진욱 박사 연구팀은 지난 2008년 신개념 화합물 제조용 인공광합성 원천기술인 ‘광-바이오(Photo-bio) 인공광합성 시스템’을 최초로 개발한바 있다.
광-바이오 인공광합성시스템은 태양광을 이용해 시스템 내에 원료 물질과 그에 합당한 효소만 넣어주면 추가 에너지 투입 없이도 고부가 정밀화학제품을 선택적으로 생산할 수 있다.
그동안 광-바이오 인공광합성시스템에 대한 연구는 다양한 광촉매가 이 시스템에 작동하는지 테스트하는 기초적인 개념정립에 불과했다. 즉 태양광을 이용해 L-글루타민을 생성하는데 국한된 것.
그러나 연구팀은 새로운 그래핀계 광촉매를 개발하여 태양광 에너지로부터 이산화탄소를 직접적으로 전환해 고부가 화합물을 제조할 수 있는 획기적 인공광합성의 새로운 길을 제시했다. 이산화탄소에서 포름산이나 메탄올 뿐만 아니라, 의약품 등 고부가 정밀화학제품을 선택적으로 제조할 수 있는 방법을 개발해 원천특허를 출원한 것.
백진욱 화학연구원 박사는 “광-바이오 인공광합성시스템은 지구온난화 및 자원 고갈 문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 녹색 원천 기술”이라며 “무한한 청정에너지인 태양광을 이용해 고부가가치 정밀화학제품을 마음대로 주문 생산할 수 있는 길을 제시함으로써, 완전 새로운 개념의 상용화 태양광 공장을 건설하겠다”고 포부를 밝혔다.
한편 이번 연구성과는 화학(연)이 글로벌 경쟁력을 갖춘 독보적인 미래 기반 기술을 확보하고자 추진하고 있는 KRICT 2020 Project의 일환으로 추진되었다.
