햇빛으로 화학주원료 '포름산' 만드는 무공해 촉매 등장

백진욱 화학연 박사팀, 인공광합성용 탄소나노입자 광촉매 개발

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윤병철 기자 - 2017.09.20

태양빛만을 이용해 이산화탄소로부터 화학 공업의 주원료인 '포름산'만을 불순물 없이 선택적으로 생성하는 태양광 화학공장 인공광합성 시스템용의 새로운 탄소나노입자 광촉매가 개발됐다.

한국화학연구원(원장 이규호)은 백진욱 인공광합성연구그룹 박사팀이 가시광선 영역을 잘 흡수하고 경제적인 새로운 형태의 고효율 실리콘-탄소 나노 입자 광촉매(Si-Carbon Nanodot Photocatalyst)를 만들었다고 20일 밝혔다.

태양광 공장(Solar Chemical Factory) 인공광합성시스템은 무한 청정한 태양 에너지를 전환하는 가시광 광촉매와 원료물질, 그리고 그에 합당한 효소만 넣어주면 고부가 정밀화학제품을 선택적으로 생산할 수 있는 개념이다.

백 박사 연구팀은 구연산과 요소 수용액을 마이크로파에 9분 반응시켜 탄소나노입자를 만든 후, 이 탄소나노입자와 실리콘을 결합해 이같은 성과를 얻었다.

연구팀은 2012년 그래핀 광촉매를 최초로 개발해 이산화탄소로부터 화학원료로 사용되는 포름산 제조에 성공하고, 2014년엔 메탄올을 선택적으로 제조할 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발해 세계에 알린 바 있다.

백 박사는 "태양광 인공광합성시스템은 지구온난화 및 에너지 자원고갈문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 원천기술로, 태양광에너지 만을 이용해 이산화탄소를 직접 전환해서 불순물 없는 포름산만을 100% 선택적으로 제조할 수 있는 획기적 인공광합성의 길을 제시하였다는 데 큰 의미가 있다"고 의미를 설명했다.

연구팀은 향후 태양광을 이용해 의식주 모두를 해결할 수 있는 새로운 개념의 태양광 공장(Solar Chemical Factory) 건설에 도전할 전망이다. 

촉매과학분야의 학술지 켐켓켐(ChemCatChem) 표지에 실린 '탄소나노입자 광촉매 인공광합성 시스템' 논문촉매과학분야의 학술지 켐켓켐(ChemCatChem) 표지에 실린 '탄소나노입자 광촉매 인공광합성 시스템' 논문






 
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