[백진욱]태양광 활용 인공광합성 기술

  • 오피니언
  • 사외칼럼

[백진욱]태양광 활용 인공광합성 기술

[사이언스 칼럼]백진욱 화학연 그린화학공정연구본부 책임연구원

  • 승인 2012-11-26 14:10
  • 신문게재 2012-11-27 21면
  • 백진욱 화학연 그린화학공정연구본부 책임연구원백진욱 화학연 그린화학공정연구본부 책임연구원
▲ 백진욱 화학연 그린화학공정연구본부 책임연구원
▲ 백진욱 화학연 그린화학공정연구본부 책임연구원
현재 전세계 인구 70억명이 사용하는 에너지는 연간 15.7TW(테라와트) 정도이며, 2100년에는 인구가 100억명을 돌파하여 에너지 사용량이 현재의 2배인 27~33TW 가량 필요로 할 것으로 추정되고 있다.

지금은 대부분 석유나 석탄 등 화석연료와 원자력 에너지에 의존하고 있지만, 미래에는 에너지 자원의 고갈에 따라 대체 에너지원 개발이 절실한 실정이다.

대체에너지 발전량을 살펴보면 수력발전은 연간 1.5TW, 풍력은 2.1TW, 조력은 2TW 정도를 얻을 수 있으며, 바이오매스 등 생물자원을 에너지로 모두 전환해도 7~10TW 정도의 에너지를 얻는 정도이다.

이에 반해 태양에너지는 깨끗한데다 그 양도 풍부해서 시간마다 전세계 모든 사람들이 1년간 사용해도 남을 만큼의 에너지를 발산하고 있다. 즉, 지금 인류가 연간 사용하고 있는 에너지의 1만 배에 가까운 무한한 에너지를 매년 지구 표면에 쏟아 붓고 있는 것이다.

이러한 태양에너지를 활용하는 방법 중 태양광 이용 인공광합성 기술이 있다.

식물이 햇빛을 이용해 포도당과 탄수화물을 생산해 내는 원리에 착안하여 연구계에서는 태양광 이용 인공광합성 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

한국화학연구원에서는 이러한 미래 대체에너지원인 태양광을 이용한 '광-바이오 인공광합성 기술'을 최초로 개발했다.

무한청정한 태양에너지를 이용해 우리가 원하는 모든 화학제품, 즉 아미노산, 플라스틱 원료 등 다양한 정밀화학제품과 의약품 중간체 등을 선택적으로 생산해 내는 기술이다.

햇빛을 이용해 원하는 정밀화학제품을 주문생산할 수 있는 기초원천기술이 바로 광-바이오 인공광합성 기술이다.

광-바이오 인공광합성 시스템은 크게 광촉매를 활용하여 태양광에너지를 전환시켜주는 '광에너지 전환부'와 전자전달시스템 그리고 산화 환원 효소의 도움을 받아 정밀화학제품을 생성하는 '효소 반응부'가 일체형으로 구성돼 있다.

즉 광촉매 시스템 내에 원료물질과 그에 합당한 효소만 넣어주면 햇빛 외에 석유, 석탄 등 추가에너지 투입없이 정밀화학제품이 생산되는 개념이며, 원료물질과 효소만 교체하면 곧바로 다른 물질을 얻을 수 있다.

인공광합성 기술 개발 연구는 미국, 일본 등 선진국에서도 활발히 진행되고 있으며, 특히 미국정부는 2010년부터 5년간 1억 2000만달러 이상을 지원하여 '태양광-메탄올 생산시스템'을 개발하고 있다.

태양광을 이용한 인공광합성 기술에서 지구온난화와 환경오염의 주범인 이산화탄소의 전환기술 또한 중요하다.

이산화탄소를 활용해 유용한 화합물로 전환하는 기술은 세계 탄소배출권 거래시장이 2008년 150조원 규모에서 2020년 3600조원으로 늘어날 예정이므로 미래의 핵심 기술이라고 할 수 있다.

화학연구원은 올해 이산화탄소에서 액체연료전지 연료인 포름산의 제조하는 획기적인 인공광합성 기술 개발에 성공했고, 그 결과는 세계적 권위의 미국 화학분야 학술지에 게재되기도 했다.

최근에는 태양광 에너지로부터 광학이성질체 화합물질 중 유용한 것만을 선택적으로 합성 제조하는 방법을 세계 최초로 개발해 주목을 받았다.

광학이성질체 특성상 동일한 화학구조식을 가지고도 전혀 다른 성질로 나타날 수 있는 부작용, 독성 등이 없는 의약품을 생산할 수 있는 획기적인 인공광합성의 새로운 길을 제시했으며, 세계적 권위의 독일 화학분야 학술지에 게재되었다. 과했던 광-바이오시스템을 실현한 최초의 성과로서 미래의 원천기술을 확보한 것이 큰 의미라고 할 수 있다.

따라서 광-바이오 인공광합성시스템은 에너지자원 고갈 문제 및 지구온난화 문제를 동시에 해결할 수 있는 미래형 녹색 원천 기술로, 향후 입고 먹고 자는 문제를 모두 해결할 수 있는 태양광 공장 시스템을 만드는 것이 궁극적인 목표다.

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전·충남 통합에 원칙적 환영
  2. 2025년 가장 많이 찾은 세종시 '관광지와 맛집'은
  3. 대전과학기술대 간호학과 대한민국 안전문화 학술대회 장려상 수상
  4. 건양대, 내년 2월 근골격계질환 예방운동센터 개소
  5. 서산시, 2025년 '열심히 일한 공무원' 6명 선정
  1. [인사]]대전MBC
  2. 대전시체육회 여자 카누팀, 대전 체육 발전 기금 500만 원 기탁
  3. KT&G '웹어워드 코리아 2025' 대기업 종합분야 최우수상
  4. 노동영 세종시체육회 사무처장 퇴임...제2의 인생 스타트
  5. 대전신세계, 새해 맞이 '신세계 페스타 굿 복 데이' 연다

헤드라인 뉴스


2026년 병오년, 붉은 말의 기운으로 `신충청`과 `충청굴기` 원년을

2026년 병오년, 붉은 말의 기운으로 '신충청'과 '충청굴기' 원년을

2026년 병오년(丙午年), 붉은 말의 해가 밝았다. 붉은 말의 넘치는 기운과 에너지가 충청을 휘감고 있다. 올해는 '충청굴기'의 원년이 돼야 한다. 우리 충청인에겐 충청발전을 넘어 '대한민국호(號)'를 앞장서 견인할 역량이 충분하다. 오랫동안 의(義)를 추구하며 지켜온 충절과 균형과 조화를 중시한 중용(中庸)의 가치는 지금의 어지럽고 혼란스러운 대한민국을 하나로 모을 충청의 대의(大義)다. 올해는 충청의 역량을 극대화할 절호의 기회다. 우선 '대전·충남통합'이 있다. 그동안 여러 지역을 하나로 묶어 하나의 생활권을 만들고 상호 발..

이 대통령 “지방 주도 성장 대전환… 국민 모두의 대통령” 강조
이 대통령 “지방 주도 성장 대전환… 국민 모두의 대통령” 강조

이재명 대통령은 1일 “수도권 중심 성장에서 지방 주도 성장으로 대전환하겠다”고 밝혔다. 국민 통합과 국민의 신뢰를 통한 국정을 강조하며 ‘국민 모두의 대통령'으로서 의지도 다짐했다. 이 대통령은 이날 발표한 2026년 신년사에서 ‘대한민국 대도약의 새로운 미래를 위한 다섯 가지 대전환의 길’에서 가장 첫 번째로 지방 부도 성장을 강조했다. 이 대통령은 “수도권 1극 체제에서 '5극 3특 체제'로의 대전환은 지방에 대한 시혜나 배려가 아니라 대한민국의 재도약을 이끌 필수 전략”이라며 “수도권에서 거리가 멀수록 더 두텁게, 더 과감하..

[2026 신년호] 6월 지방선거 최대 격전지… `대전·충남통합` 첫 단체장은 누구 손에?
[2026 신년호] 6월 지방선거 최대 격전지… '대전·충남통합' 첫 단체장은 누구 손에?

올 6월 3일 치르는 제9회 전국동시지방선거에서 가장 높은 관심사는 대전·충남 첫 통합 단체장 탄생 여부다. 실현 여부는 아직 지켜봐야겠지만, 정치권에선 이미 통합 단체장에 대한 관심이 뜨겁다. 통합단체장이 갖는 정치적 위상과 상징성은 지금의 예상치보다 훨씬 높을뿐더러 향후 역량에 따라 성장할 수 있는 잠재성은 사실상 무한대다. 수도권 일극 체제 타파와 지방소멸 위기 극복의 국가적 사명, 하나의 도시국가를 이끄는 강력한 자치권을 지닌 수장으로서의 리더십, 명실상부한 중원의 맹주로 자리매김하며 추후 대권까지 노릴 수 있는 정치적 무게..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 병오년 이색 도전…선양 맨몸마라톤 이색 참가자 병오년 이색 도전…선양 맨몸마라톤 이색 참가자

  • 맨몸으로 2026년 첫 날을 힘차게 ‘출발’ 맨몸으로 2026년 첫 날을 힘차게 ‘출발’

  • ‘붉은 말의 기운 받아 2026년도 힘차게 나아갑시다’ ‘붉은 말의 기운 받아 2026년도 힘차게 나아갑시다’

  • 구불구불 다사다난했던 을사년…‘굿바이’ 구불구불 다사다난했던 을사년…‘굿바이’