가격 확 낮춘 인공광합성 장치 나온다

2015.11.18 18:00
민병권 센터장과 황윤정 선임연구원 - 한국과학기술연구원 제공
민병권 센터장(왼쪽)과 황윤정 선임연구원. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공
국내 연구진이 공기 중의 이산화탄소를 유용한 화학 원료로 바꿀 수 있는 핵심 기술을 개발했다.

 

민병권 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터장(사진 왼쪽)은 단위 질량당 효율이 세계에서 가장 뛰어난 인공광합성용 은나노 촉매를 개발했다고 18일 밝혔다.

 

태양빛을 받은 식물이 물과 이산화탄소를 이용해 생존에 필요한 에너지를 만들 듯, 인공광합성은 태양빛, 이산화탄소, 물을 재사용 가능한 원료로 전환하는 기술을 뜻한다. 공기 중 이산화탄소를 포집하고 재활용 할 수 있어 환경문제까지 해결할 수 있는 친환경 기술로 주목받고 있다.

 

인공광합성 기술의 핵심은 촉매를 이용해 이산화탄소를 일산화탄소로 바꾸는 과정이다. 지금까지 가장 효율적이라고 알려진 금 촉매는 가격이 비싸고 전환 과정에 손실되는 전력이 크다는 문제가 있었다.

 

연구팀은 금보다 65배 저렴한 은나노 입자를 이용해 촉매를 만드는 데 성공했다. 표면적이 넓고 전기를 잘 통하는 탄소 가루(탄소 담지체)를 기판 삼아 그 위에 은나노 입자를 성장시켜 5nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m)급의 촉매를 개발할 수 있었다.

 

이 촉매는 기존 촉매를 썼을 때보다 전력 손실을 40% 가량 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 또 물속에서 이산화탄소만 골라 일산화탄소로 바꾸는 효율도 80%나 된다. 촉매를 조금 사용해도 활성이 커지는 셈이다.

 

황윤정 KIST 청정에너지연구센터 선임연구원은 “이번에 개발된 은나노 촉매의 단위 질량당 성능은 세계 최고 수준”이라며 “값싼 촉매를 개발한 만큼 인공광합성 기술 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

 

연구결과는 미국화학회가 발행하는 ‘미국화학회지(JACS)’ 4일 자에 실렸다.

 

 

연구팀은 탄소 가루에 은 나노 입자(검은색 점)를 연결 시킨 형태의 촉매를 개발했다. 은 나노 입자를 여러 크기로 만들어 본 결과 5nm 크기에서 성능이 가장 우수하다는 사실을 발견했다. - 한국과학기술연구원 제공
연구팀은 탄소 가루에 은나노 입자(검은색 점)를 연결 시킨 형태의 촉매를 개발했다. 은나노 입자를 여러 크기로 만들어 시험한 결과 5nm에서 성능이 가장 우수하다는 사실이 밝혀졌다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

 

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