[요약] ‘인공 광합성’ 기술 활용을 앞당길 광촉매가 개발됐다. 지금까지 비싼 귀금속에 의존했다면 이번 촉매 소재는 지구에서 흔하게 구할 수 있는 구리, 망간 등을 활용했다는 점에서 주목을 받는다. 연구를 주도한 이시타니오사무 도쿄공업대학 화학과 교수는 “이번 연구성과가 대규모 인공 광합성을 실현하기 위한 첫 걸음”이라며 연구의의를 설명했다.(2018.11)
지구가 온난화로 몸살을 앓는다. 주 원인은 이산화탄소(CO2)다. 세계에서 배출되는 이산화탄소는 연간 약 330억톤. 과학기술계에선 자연 보존과 새로운 에너지원 확보 차원에서 이산화탄소를 자원화하는 방향으로 R&D(연구·개발)를 추진하고 있다.
이산화탄소를 자원화 하기 위해서는 ‘광촉매 개발’이 우선된다. 이 연구는 전 세계적으로 가장 ‘핫’한 분야다. 과학자들은 광촉매를 기반으로 한 ‘인공 광합성’ 기술이 상용화되면 대기 이산화탄소 농도 상승을 억제하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 곧 고갈될 화석 자원의 대안이 될 것으로 기대하고 있다.
하지만 지금까지 개발된 고효율 이산화탄소 환원 광촉매는 지구상에 조금 밖에 없는 희귀 금속 루테늄(Ru)처럼 비싼 귀금속을 써왔다. 자원 규모도 적은 데다 비용 문제도 걸림돌로 작용한다.
이시타니오사무 도쿄공업대학 화학과 교수는 ‘비금속’을 이용한 이산화탄소 환원 광촉매 연구를 진행해오다 최근 구리, 망간 화합물 조합을 통한 새로운 광촉매 시스템을 개발했다. 또 연구진은 가시광선을 조사, 높은 온도와 압력에서 이산화탄소를 고효율로 자원화하는 데 성공했다고 밝혔다.
이 광촉매 시스템은 기존의 귀금속을 이용한 고효율 광촉매와 비교해도 결코 뒤지지 않는다는 게 연구진의 설명. 연구진은 “비금속만을 이용한 광촉매에서도 태양광을 활용해 이산화탄소를 유용한 탄소 자원으로 고효율로 변환할 수 있다는 것을 알았다”며 “대규모 인공 광합성을 실현하기 위한 첫 걸음이 될 것”이라고 말했다.
이시타니오사무는 “이번 연구는 구리나 망간처럼 지구상에 많이 존재하는 재료들을 이용해 태양광을 에너지원으로 한 고효율 이산화탄소 환원을 세계 최초로 선보인 것”이라며 “후속연구를 통해 새로운 광촉매 기능을 더욱 향상시켜 나갈 것”이라고 말했다.
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