[기계설비신문 안광훈 기자] 영국 케임브리지대학 연구팀이 태양빛과 이산화탄소, 물을 이용해 청정에너지를 생산할 수 있는 새로운 인공 광합성 장치를 개발했다.

케임브리지대학은 지난 24일 어윈 라이스너 화학과 교수와 왕치안 박사가 참여한 연구팀이 인공 광합성 달성을 향해 중요한 진전을 이룬 장치를 개발했다고 발표했다.

이 장치는 첨단 ‘광 시트(Photoshe et)’ 기술을 이용해 광합성 요수인 빛과 이산화탄소, 물을 산소와 포름산으로 전환하는 시스템이다. 이 때 생산된 포름산은 에너지로 직접 사용하거나 수소로 바꿔 사용할 수 있는 저장이 가능한 연료다.

특히 태양전지와 같은 추가적인 장치나 에너지 투입 없이도 이산화탄소를 청정연료로 전환할 수 있기 때문에 태양광 발전처럼 대규모 시설을 조성해 청정에너지를 얻을 수 있다고 연구팀은 밝히고 있다.

태양 빛을 이용해 CO₂를 연료로 전환하는 것은 대기 중 CO₂를 줄이고 화석연료 이용을 줄여나갈 수 있는 획기적인 기술이지만, 부산물 없이 연료를 생산하고 이를 쉽게 저장하고 운송할 수 있게 액화하는 것이 어려운 과제였다.

이 연구를 주도한 라이스너 교수는 지난해 ‘인공 잎’ 디자인을 토대로 태양빛과 이산화탄소, 물을 이용해 합성가스(syngas)를 생산할 수 있는 장치를 개발한 바 있다.

인공 잎은 태양전지 부품을 이용하지만, 이번에 새로 개발된 장치는 이런 부품 없이 광촉매(photocatalyst)를 생산하는 광 시트에만 의존한다. 

연구팀은 이 기술이 저장하기 쉬운 연료를 대량 생산할 수 있는 잠재력도 보여주고 있다고 밝혔다. 이산화탄소를 포집해 생산한 포름산을 용액에 축적하고 화학적으로 다른 형태의 연료로 전환할 수 있기 때문이다.

다만 이 기술이 상대적으로 안정적인 코발트 촉매를 이용하고 있고, 인공 잎보다 규모를 키우기가 용이하지만, 상업화를 검토하기에 앞서 효율성을 개선할 필요가 있다는 점을 지적했다.

연구팀은 안정성과 효율성을 향상할 수 있는 다양한 촉매를 실험 중이며, 이 장치를 최적화하고 효율성을 향상하기 위한 연구를 진행 중이라고 덧붙였다.