화학연 백진욱 박사 연구팀, 태양빛만 이용해 포름산 선택 생산

한국화학연구원은 백진욱 박사 연구팀이 태양빛만 이용해 이산화탄소로부터 포름산을 선택적으로 생산하는 3차원 플라스틱 나뭇잎 원천기술을 개발했다고 밝혔다.<사진=한국화학연구원 제공>
한국화학연구원은 백진욱 박사 연구팀이 태양빛만 이용해 이산화탄소로부터 포름산을 선택적으로 생산하는 3차원 플라스틱 나뭇잎 원천기술을 개발했다고 밝혔다.<사진=한국화학연구원 제공>
인공 플라스틱 나뭇잎 개발로 이산화탄소 배출없이 화학물질을 생산할 수 있을 전망이다. 

한국화학연구원(원장 김성수)은 백진욱(CO₂ 에너지연구센터장) 박사 연구팀이 태양빛만 이용해 이산화탄소로부터 포름산을 선택적으로 생산하는 '3차원(3D) 플라스틱 나뭇잎' 원천기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

포름산은 고무제품, 섬유염색, 세척제, 향료 등 제조공업과 연료전지의 연료 등을 만드는데 필요한 중요 화학물질이다.

연구팀은 인공광합성을 통한 포름산 제조기술을 2009년부터 개발해 왔다. 2012년과 2016년 태양에너지의 대부분을 차지하는 가시광선을 활용한 고효율 포름산 제조에 성공, 주목받기도 했다.

이번 성과는 식물의 엽록소처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 물질인 광촉매 분말을 필름 형태에서 3차원 구조를 가진 필름형태의 플라스틱으로 만드는데 성공하고 실용화를 위한 원천기술을 한 단계 더 확보했다는데 의미가 있다.

새로 개발한 광촉매는 광흡수 물질을 자체적으로 포함하고 있는 3차원 구조를 가진 플라스틱 형태다. 이전에 개발한 2차원 필름 형태의 광촉매보다 태양광을 받는 표면적을  더 넓게, 효율적으로 만들수 있어 태양광 전환 효율도 150%가량 증가했다.

또 향후 포름산 뿐 아니라 태양광에너지를 이용해 의약품 등 고부가 정밀화학제품을 제조할 수 있어 웨어러블 태양전지소재 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

특히 포름산은 화석열료에서 합성된 메탄올을 원료로 제조돼 공정상 이산화탄소 배출이 불가피했다. 하지만 연구팀 기술을 활용하면 이산화탄소가 원료자원이 되므로 배출을 피할 뿐 아니라 감축까지 할 수 있다.

백진욱 박사는 "태양광 인공광합성시스템은 지구온난화와 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 원천기술"이라면서 "태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장을 건설하겠다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 '차세대 탄소자원화 사업' 지원을 받아 수행됐다. 결과는 촉매과학분야의 국제 학술지 ChemCatChem 전면 표지논문으로 지난달 28일 게재됐다.

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