포스텍 이종람 교수·동완재 박사 연구팀이산화탄소 원료 광합성 가능 기술 개발

이종람 교수, 동완재 박사

산업화의 상징은 하늘로 치솟아있는 공장의 굴뚝이다. 그러나 앞으로는 공장 굴뚝이 친환경의 상징이 될 지도 모른다. 국내 연구진이 이산화탄소를 원료로 광합성을 하는 기술이 선보여 주목받고 있다.

30일 포항공과대학교는 미국 미시간대학교와 손잡고 부식성 가스를 고부가가치의 화합물로 바꾸는 이산화탄소 환원용 광(光)전극을 선보였다고 밝혔다. 포항공대에 따르면 이종람 신소재공학과 교수와 동완재 박사 연구팀이 미국 미시간대와 공동연구를 통해 새로 개발한 광전극이 이산화탄소를 화학공업 연료인 포름산으로 변환한다는 것을 처음으로 밝혀냈다. 아울러 빛과 물을 이용해서 이산화탄소 가스를 연료로 전환하는 고효율 광전극을 제작하는 데까지 성공했다. 이 연구성과는 화학 분야에서 권위 있는 국제학술지 ‘미국화학회지’에 게재됐다.

연구팀은 GaN 나노선이 성장된 실리콘 기판과 CuS 나노입자 촉매로 이루어진 광전극이 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 효율을 대폭 향상하고 장시간 동작 가능하다는 것을 선보였다. 지금까지 알려진 광전극들은 고순도 이산화탄소에서만 높은 선택성을 보이지만, 이번에 개발된 광전극은 고순도가스뿐만 아니라 부식성 가스가 포함된 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 효율을 대폭 향상하는 특성을 확인했다.

이러한 광전극은 산업현장에서 배출되는 이산화탄소를 정화하지 않고 바로 연료로 전환할 수 있고, 촉매 소재의 교체 주기가 길기 때문에, 기존 이산화탄소 환원 공정보다 간단하며 비용을 절감할 수 있다.

이종람 교수 연구팀은 “이 연구는 빛, 물, 그리고 공장에서 배출되는 이산화탄소 가스를 화학 연료로 전환해서 고부가가치를 창출할 수 있다는 것을 보여준다”며 “환경문제는 물론 에너지 고갈 문제를 해결하고, 탄소 중립시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

/이바름기자 [e-mail]