인공광합성 효율 1000배 높이는 기술 개발

인공 광합성 효율을 기존보다 1000 배 이상 높일 수 있는 기술이 개발돼 주목받고 있다. 인공 광합성은 식물이 햇빛을 받아 유기물을 만드는 자연 광합성처럼 태양광을 에너지로 사용해 이산화탄소와 물을 액체 연료와 산소로 전환시키는 반응을 말한다.

위경량 대구대 화학·응용화학과 교수는 ‘염료감응 태양에너지 변환을 위한 자기조립형 분자기반 p/n 접합 반도체 구조 개발’이라는 논문을 통해 인공 광합성의 핵심인 ‘산화-환원 분리’ 지속 시간을 기존 밀리초(1000분의 1초) 단위에서 초 단위로 늘리는 기술을 얻었다고 8일 밝혔다.

인공 광합성에서는 산화-환원 분리 지속 시간에 따라 생산되는 연료와 산소 양이 결정되는데, 지속 시간이 길어지는 것은 인공 광합성을 통해 얻게 되는 연료와 산소 양이 증가하는 것을 의미한다. 기존 연구에서는 산화금속 기반의 반도체 상에서 촉매제의 효율을 높이는 방식으로 산화-환원 분리 지속 시간을 늘리려고 했다. 하지만 위 교수는 자기조립형 분자기반 반도체를 통해 광 유발 산화-환원상태(전하분리)를 1000배 이상 획기적으로 지연할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

위 교수는 “이 연구는 지구 온난화 등 환경과 에너지 문제 해결과 수소 연료 상용화 등 관련 기술 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편, 위 교수의 연구는 미국 노스캐롤라이나 주립대 연구팀과 공동으로 진행됐으며, 세계 저명 학술지인 ‘네이처 케미스트리’ 6월호에 게재됐다.

경산=박천학 기자 kobbla@