광합성 하는 포름산 제조 플라스틱 ‘인공나뭇잎’ 개발

▲ 이산화탄소로부터 포름산을 제조하는 플라스틱 인공나뭇잎 체계도.

화학연, ‘인공광합성’ 실용화에 더 가까워져

국내 연구진이 고무 제품, 섬유 염색, 세척제, 연료 전지 등에 사용되는 포름산을 인공적으로 만들어 내는 기술 개발에 성공했다.

미래창조과학부는 백진욱 한국화학연구원 인공광합성연구그룹 박사 연구팀이 태양빛을 이용해 이산화탄소로 포름산(HCOOH)을 생산하는 ‘플라스틱 나뭇잎’ 원천 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

이 기술은 인공광합성을 하는 플라스틱 나뭇잎을 제조하는 것으로 인공나뭇잎 광촉매 시스템에 태양광에너지를 더해 이산화탄소로부터 포름산을 선택적으로 생산한다.

연구팀은 2009년부터 인공광합성을 통한 포름산 제조 기술을 개발했고 2012년에도 태양에너지의 가시광선을 활용한 고효율의 포름산 제조에 성공했다.

이번 연구는 식물의 엽록소처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 물질인 광촉매를 분말 형태에서 필름형태의 플라스틱으로 만드는 데 성공한 데 의미가 있다.

기존 분말형태 광촉매는 광흡수 물질을 자체적으로 포함하고 필름으로 다른 표면에 코팅을 통해 필름형태를 만들어야만 했다.

그러나 플라스틱 COF(covalent organic framework) 광촉매는 기존 분말형태보다 대량 생산에 유리하고 태양광을 받는 표면적을 넓게 만들 수 있어 광전환 효율도 높다.

앞으로 포름산 뿐 아니라 태양광에너지를 이용해 의약품 등 고부가 정밀화학제품 제조, 웨어러블 태양전지소재 등에 응용도 가능하다.

또 연구팀은 장기적으로는 화학물질 생산뿐만 아니라 이산화탄소 감축에도 큰 도움이 될 것으로 보고 있다.

백진욱 박사는 “태양광 인공광합성시스템은 지구온난화 및 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 원천기술”이라며 “태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장(Solar Chemical Factory)을 건설하겠다”고 밝혔다.

이 연구결과는 ‘Journal of Materials Chemical A’에 6월 28일자 후면 표지논문으로 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@