보도자료
화학(연), 태양광이용 3차원 플라스틱 인공나뭇잎으로 유용한 자원 만든다
작성자관리자 조회수2,053 등록일2018-06-20
□ 한국화학연구원 백진욱 박사(CO2에너지연구센터장) 연구팀이 태양빛만을 이용해 이산화탄소로부터
포름산*을 선택적으로 생산하는 ‘3차원(3D) 플라스틱 나뭇잎’ 원천기술을 세계최초로 개발했다.
* 포름산 (HCOOH) : 고무 제품생산, 섬유 염색, 세척제, 향료, 살충제 제조 공업 및 연료전지의 연료 등을
만드는 데 필요한 중요 화학물질
○ 이번 기술은 그 가치를 인정받아 촉매과학분야의 국제 학술지 ChemCatChem 전면 표지논문으로 게재
되었다.
□ 본 연구성과는 전세계적으로 개발초기 단계에 있는 미래원천기술인 ‘인공광합성’*을 지속적으로 연구
하여, 기존 연구에서 진일보한 결과다.
* 인공광합성 : 나뭇잎이 태양광을 받아 이산화탄소로부터 포도당을 생산하는 것처럼, 태양광을 활용하여
특정 화학물질을 만들어내는 시스템
○ 백진욱 박사 연구팀은 인공광합성을 통한 포름산 제조 기술을 2009년부터 개발해 왔다. 2012년과
2016에도 태양에너지의 대부분을 차지하는 가시광선을 활용한 고효율 포름산 제조에 성공해 주목을
받은 바 있다.
○ 후속인 이번 연구의 최대 성과는 식물의 엽록소처럼 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 물질인 광촉매
분말을 필름 형태에서 더 나아가 3차원구조를 가진 필름형태의 플라스틱으로 만드는 데 성공한 동시에
실용화를 위한 원천기술을 한단계 더 확보했다는 것이다.
○ 이번에 새로 개발한 광촉매는 광흡수 물질을 자체적으로 포함하고 있는 3차원 구조를 가진 플라스틱
형태다. 따라서 본연구팀이 이전에 개발했던 2차원 필름 형태의 광촉매보다 태양광을 받는 표면적을 더
넓게 그리고 더 효율적으로 만들 수 있어 태양광 전환 효율도 150% 가량 증가했다.
○ 또한 향후 포름산 뿐 아니라 태양광에너지를 이용하여 의약품 등 고부가 정밀화학제품을 제조할 수 있으며
웨어러블 태양전지소재 등과 같은 다양한 분야에도 응용될 수 있다.
□ 이번 기술은 이산화탄소 배출 없이 (Zero Emission) 화학물질을 생산할 수 있는 원천기술이다.
○ 포름산은 주로 화석연료에서 합성된 메탄올을 원료로 하여 제조되고 있어 제조 공정상 이산화탄소 배출이
불가피했으나, 인공광합성 기술을 활용하여 제조하면 이산화탄소가 원료자원이 되므로 배출을 피할
뿐 아니라 감축까지 할 수 있기 때문이다.
* 상용화 시 태양광에너지로 포름산 1톤 생산 시, 이산화탄소를 대략 0.96 톤 저감이 예상됨
○ 따라서 장기적으로는 화학물질 생산뿐만 아니라 이산화탄소 감축 관련 미래 신산업 창출에까지 기여
할 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대된다.
○ 화학(연) 백진욱 박사는 “태양광 인공광합성시스템은 지구온난화 및 에너지 자원고갈문제를 동시에
해결할 수 있는 미래형 원천기술이다. 향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운
개념의 상용화 가능한 태양광 공장(Solar Chemical Factory)을 건설하겠다.”라고 포부를 밝혔다.
○ 본 연구는 과학기술정보통신부 “차세대 탄소자원화 사업” 지원을 받아 수행되었다.