태양광 이용 이산화탄소를 합성연료로 전환기술 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 한국연구재단(이사장 조무제)은 고려대 손호진 교수 연구팀이 태양광 에너지 중에서 적색 빛을 이용해 이산화탄소를 합성연료로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

지구 온난화의 주범인 이산화탄소로 인한 환경문제를 극복하기 위해 이를 다른 물질로 전환시키려는 기술을 개발하기 위한 연구가 대두되고 있다.

그러나 현재 기술은 고가의 전기·열에너지를 투입해 이산화탄소를 분해하는 수준에 머물고 있다. 또 인공광합성을 통한 이산화탄소 전환 연구도 촉매 효율이 낮고 전환 반응이 안정적이지 못한 한계가 있다.

이에 연구팀은 고효율 태양광 포집기술을 적용해 이산화탄소 전환용 광촉매를 개발했다. 이를 통해 이산화탄소가 일산화탄소 중간물질로 전환됨으로써 사용 가능한 합성연료가 생성된다.

연구팀은 식물이 광합성할 때 빛을 포집하는 클로로필과 유사한 포피린(식물의 엽록소에서 발견되는 화합물) 염료를 활용했다.

연구팀은 포피린에 산화물 반도체를 결합시켜 광안정성을 획기적으로 개선시켰다. 포피린만으로 구성된 광촉매보다 전환 효율이 10~20배 향상되고, 4일 이상 장기 연속 공정에서도 촉매반응이 지속된 것이다.

특히 포피린은 가시광선 중에서도 파장이 길고 에너지가 낮은 적색 빛도 잘 흡수할 수 있다. 또 태양광 발전에서 사용되지 않고 버려지던 적색 빛으로 광에너지를 포집함으로써 안정적으로 이산화탄소 환원 반응을 유도할 수 있다.

손호진 교수는 “개발한 광촉매는 대용량 이산화탄소 전환에 적용할 수 있어 기후변화 대응 환경산업 발전에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 교육부‧한국연구재단 대학중점연구소지원사업, 이공학 개인기초연구지원사업, 과학기술정보통신부·한국연구재단 기후변화대응기술개발사업의 지원으로 수행됐다.

연구 성과는 화학 분야 국제학술지 ‘에이시에스 카탈리시스(ACS Catalysis)’에 지난 9일 게재됐다.

memory444444@