인공 광합성, 인공 석유 기술 개발

 

인공 광합성, 인공 석유 기술 개발

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식물 없이 금속으로 인공 광합성을 할 수 있는 기술을 한국 과학 기술원(KAIST)이 개발했다. 자연에서 광합성은 녹색 식물이 햇빛과 물, 이산화 탄소를 이용해 유기물을 만들어내는 현상이지만 새로운 기술을 이용하면 금속으로 유기물을 만들면서 광합성 속도를 최대 100만배 빠르게 할 수 있다.

인공 광합성은 자연에서 정상 속도인 1000분의 1초(밀리세컨드)보다 100만배 빠른 10억분의 1초(핌토세컨드)에 이뤄진다. 자연 상태에서 석유가 만들어지는 데 100만년이 걸리지만, 이 기술을 활용하면 석유 만드는 공정도 앞당길 수 있다. 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 저감 시킬 뿐만 아니라 이를 자원화 해서 석유 자원을 대체할 수 있는 길을 열어 놓았다.

한국 과학 기술원(KAIST) 강정구 교수 연구팀은 이중 금속으로 구성된 다전자 광촉매 물질을 합성해 인공 광합성 기술을 구현하는 데 성공했다고 2011.01.19일 밝혔다. 연구 결과는 에너지 환경 분야 학술지인 '에너지와 환경(Energy and Environmental Science)' 온라인판에 2011.01.08일 게재됐다. 2008년 이후 세계에서 인공 광합성과 양성자에 대한 연구가 진행됐으나, 태양의 가시광선 영역에서 양성자 생성에 성공한 것은 이번이 처음이다.

강 교수 연구팀은 타이테니늄 원자와 니켈옥사이드 층상 구조로 구성된 다전자 광촉매 물질을 인공 광합성 재료로 사용했다. 이 물질은 태양 가시광선을 흡수해 물을 산화시키고 산소와 양성자를 만들어낸다. 물에서 광합성 결과로 생기는 양성자를 만들어내는 것이 기술의 핵심이다. 이 양성자에 전자를 결합시키면 수소(H2)가 되고, 이산화탄소를 붙이면 메탄, 일산화탄소를 결합하면 메탄올이 돼 활용 범위가 넓다.

인공 광합성 기술이란 태양광을 에너지로 사용하여 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)을 메탄올 등 액체석유 및 액체 연료로 전환하는 미래의 첨단 태양 에너지 활용 기술이다. 이 기술은 그간 꿈의 기술로 여겨져 왔으며 수많은 과학자들이 시도하였으나 실패하였다.

인공 광합성 기술이 보급되면 그동안 지구 온난화의 주범으로 여겨진 이산화탄소를 다시 연료로 전환시키므로 더 이상 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스)를 사용하지 않아도 되므로 대기 중의 이산화탄소의 농도가 더 이상 증가하지 않게 된다.

따라서 인공 광합성 기술은 지구 온난화를 획기적으로 줄이고 궁극적으로 지구 온난화를 정지시킬 수 있는 꿈의 기술이며, 이 기술이 본격화 되면 원유 수입량의 대폭 감소, 탄소 배출권 수출, 인공광합성 기술 수출, 고용 증대 등 경제적으로 막강한 이익을 창출하게 된다.