경북대 박현웅 교수·강운석 박사후연구원 연구팀, 고효율 인공광합성 광촉매 원천소재 개발

전기에너지 없이 햇빛과 물, 이산화탄소로만 다중탄소 지방족산 생산 가능…효율 높아 상업화 유리

박현웅 경북대 교수

강운석 박사후 연구원

경북대 에너지공학부 박현웅 교수와 강운석 박사후 연구원이 이끄는 연구팀이 이산화탄소를 다중탄소화합물로 전환할 수 있는 고효율 인공광합성 광촉매 원천소재를 개발했다.

대부분의 인공광합성 기술은 전기에너지가 보조에너지로 필요하고, 전기촉매 반응은 탄소 2개로 구성된 지방족산(aliphatic acid)까지만 생산할 수 있다.

반면 박 교수팀이 개발한 광촉매 소재는 전기에너지를 사용하지 않고 오로지 햇빛과 물, 이산화탄소로만 탄소 2개 이상의 다중탄소 지방족산을 만들어낼 수 있다.

대부분 자연광합성과 인공광합성이 1% 효율로 진행되는 데 비해, 이 소재는 10% 효율을 4개월간 지속적으로 유지한다. 탄소 1개로 구성된 지방족산(포름산)부터 6개 탄소로 구성된 지방족산(구연산)까지 생산할 수 있어 상업화에 유리할 것으로 기대된다.

이 연구 결과는 에너지 분야 저명 국제학술지인 '미국화학회 에너지레터(ACS Energy Letters)' 9월 13일 자 표지논문으로 발표됐다. 관련 광촉매 제조 기술은 한국 특허 등록을 마치고, 현재 미국 특허 등록 심사 중이다.

박현웅 교수는 "현재 개발된 광촉매를 통해 최근 일본 수출규제 물질인 폴리케톤, 방향족 화합물 등을 오로지 이산화탄소와 물로부터 제조할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.