▲ 태양광을 이용하여 이산화탄소로부터 메탄올을 선택적으로 제조하는 개념도.

국내 연구진에 의해 추가적인 에너지 투입없이 태양빛만을 이용, 이산화탄소로부터 화학공업의 주원료인 메탄올만을 선택적으로 생성하는 기술이 개발됐다.

한국화학연구원(원장 이규호)은 백진욱 박사 연구팀이 태양광을 이용해 연료 및 고부가 화학물질을 선택적으로 제조하는 핵심 원천 기술을 확보했다고 15일 밝혔다.

이번 연구에 이용된 ‘태양광 공장 인공광합성시스템’은 무한 청정한 태양 에너지를 전환하는 그래핀계 광촉매와 원료물질 그리고 그에 합당한 효소만 넣어주면 고부가 정밀화학제품을 선택적으로 생산할 수 있는 방식이다.

특히, 이번 연구 성과에서 주목할 점은 새로운 그래핀계 광촉매를 개발해 태양광 에너지만을 이용, 이산화탄소를 직접적으로 전환해 불순물 없는 메탄올만을 선택적으로 제조할 수 있는 획기적 인공광합성의 길을 제시한 것이다.

백진욱 박사 연구팀은 2012년에도 태양광 공장 인공광합성시스템을 활용해 이산화탄소로부터 화학원료로 사용되는 포름산을 선택적으로 제조할 수 있는 원천기술과 세계 최초 태양광 에너지로부터 광학이성질체 화합물질 중 유용한 것만을 선택적으로 합성 제조하는 기술을 개발해 각각 Journal of the American Chemical Society誌 및 Angewandte Chemie International Edition誌에 게재한 바 있다.

이는 광학이성질체 화합물에서 나타날 수 있는 부작용, 독성 등이 없는 의약품을 생산할 수 있는 획기적인 태양광 인공광합성의 새로운 길을 제시했다는 데 의미가 있으며, 원천특허도 출원한 상태다.

화학연 백진욱 박사는 “태양광 인공광합성시스템은 지구온난화 및 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 녹색원천기술로, 향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장을 건설하겠다”는 포부를 밝혔다.

한편 이번에 개발된 기술은 화학분야의 세계적 권위의 학술지 Journal of the American Chemical Society 온라인판에 하이라이트 논문(Higlited Paper)으로 게재됐다.

▲ 태양광 이용 화합물 선택적 제조용 태양광 공장(Solar Chemical Factory) 개념도.