탄소 나노입자 광촉매 인공광합성 시스템 개념도© News1

국내 연구진이 햇빛으로 이산화탄소에서 화학 공업의 주원료인 포름산을 불순물 없이 만들 수 있는 촉매를 개발했다.한국화학연구원은 백진욱 인공광합성연구그룹 박사팀이 이산화탄소에서 포름산을 선택적으로 제조하는데 쓰이는 인공광합성시스템용 고효율 실리콘-탄소나노입자 광촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.

태양광 공장(Solar Chemical Factory) 인공광합성시스템은 무한 청정한 태양 에너지를 전환하는 가시광 광촉매, 원료물질, 효소만 넣어주면 고부가 정밀화학제품을 선택적으로 생산할 수 있다.

앞서 연구팀은 2012년 그래핀 광촉매를 최초로 개발하고, 태양광 공장 인공광합성시스템을 활용해 이산화탄소로부터 화학원료로 사용되는 포름산을 제조했다.

연구팀은 이번 연구에서 구연산과 요소 수용액을 마이크로파에 9분 반응시켜 탄소나노입자를 만든 뒤 탄소나노입자와 실리콘을 결합해 새로운 실리콘-탄소 나노 입자 광촉매를 만들었다. 기존 그래핀 광촉매보다 가시광선 영역을 잘 흡수하면서, 저렴하고 간편하게 만들 수 있는 것이 특징이다.

태양광에너지만을 이용해 이산화탄소를 직접적으로 전환, 불순물 없는 포름산만을 100% 선택적으로 제조할 수 있다.

백 박사는 “태양광 인공광합성시스템은 지구온난화와 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 원천기술”이라며 “태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 상용화 가능한 태양광 공장을 건설하겠다”고 말했다.

이번 연구 성과는 촉매과학분야 국제학술지 ‘켐켓켐’(ChemCatChem)의 지난 8월23일자 표지논문으로 게재됐다.


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