[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. 충청권 7월 본격 장마 예상…올해 평년보다 강수량 많아 '주의'
  2. 대형 참사 잇따른 대전서 '119 정밀위치추적' 전국최초 실증 나선다
  3. 대전 RISE 평가 결과 대학들 이의제기… 등급조정 가능할까
  4. 건양대병원 '의료 데이터 스페이스 실증사업' 본격 착수
  5. [2026 기초기본캠페인] “한 명도 놓치지 않는다” 비래초 아하교실… 기초학력 전문교원이 만드는 변화
  1. 문창동 화재피해 복구 돕는 손길
  2. 경찰, 중기부 '모두의 창업' 개인정보 유출 내사 착수
  3. [중도시평] 지역 경제의 새로운 심장, 스타트업과 대학의 상생
  4. 대한노인회 대전연합회, 제4회 연합회장기 파크골프대회 성료
  5. 건양사이버대 학생들, 현장 봉사로 노인복지 실천 역량 키워

헤드라인 뉴스


[2026월드컵] “반드시 승리” 태극전사 26일 남아공전 출격

[2026월드컵] “반드시 승리” 태극전사 26일 남아공전 출격

한국 축구 국가대표팀이 32강 티켓이 걸린 2026 북중미 월드컵 3차전에서 남아프리카공화국과 맞붙는다. 32강 진출 명운이 걸린 경기인 만큼, 국가대표 팀은 물론, 축구 팬들의 기대감이 크다. 한국은 25일 오전 10시(한국시간) 멕시코 몬테레이 스타디움에서 남아공과 조별리그 A조 3차전을 치른다. 한국은 1승 1패(승점 3점)로 조2위를 기록하고 있으며, 남아공은 1무 1패(승점 1점)로 조4위를 기록 중이다. 피파랭킹 25위인 한국과 60위인 남아공은 전력차이가 있다는 분석이다. 스태츠퍼폼(Stats Perform) 스포츠 A..

전 세계 e스포츠 팬들 대전에 모인다… `MSI 2026` 카운트다운 시작
전 세계 e스포츠 팬들 대전에 모인다… 'MSI 2026' 카운트다운 시작

전 세계 e스포츠 팬들의 이목이 집중되는 글로벌 디지털 축제 '미드 시즌 인비테이셔널(MSI) 2026(이하 MSI 2026)'이 이틀앞으로 다가왔다. 28일 개막을 시작으로 7월 12일까지 대전컨벤션센터 제2전시장에서 펼쳐지는 이번 대회는 단순한 게임 이벤트를 넘어, 대전이 세계적인 e스포츠 허브로 공고히 자리매김하는 역사적인 이정표가 될 것으로 기대된다. 2015년 첫발을 뗀 MSI는 리그 오브 레전드(LoL) 종목에서 하반기 열리는 '월드 챔피언십(롤드컵)'과 함께 양대 권위를 자랑하는 국제 대회다. 2026년 LoL 이스포츠..

[청년이 미래-3편] 결혼부터 주거까지, 청년부부 든든한 출발을 지원합니다
[청년이 미래-3편] 결혼부터 주거까지, 청년부부 든든한 출발을 지원합니다

"결혼을 계획하고 있지만, 치솟는 주거비와 생활비 부담에 선뜻 미래를 설계하기가 망설여집니다." 결혼을 앞두고 미래 설계를 시작한 청년들이 마주한 가장 솔직한 고백인데요. 주거비와 생활비 부담으로 가정을 꾸리기도 전에 망설임부터 앞서는 청년부부들. 대전의 청년부부라면 절대 놓쳐선 안 될 '특급 지원 사업' 두 가지를 짚어봤습니다. 결혼 초기 정착을 돕는 단비 같은 정책, '청년부부 결혼장려금 지원사업'과 신혼집 주거비 부담을 획기적으로 낮춰주는 '청년부부 주택 전세자금 대출이자 지원사업'이 그 주인공인데요. 먼저 '청년부부 결혼장려..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 개원 준비로 분주한 대전시의회 개원 준비로 분주한 대전시의회

  • 여름 반기는 주황빛 능소화 여름 반기는 주황빛 능소화

  • 문창동 화재피해 복구 돕는 손길 문창동 화재피해 복구 돕는 손길

  • ‘대한민국을 응원합니다’…월드컵 응원 고조 ‘대한민국을 응원합니다’…월드컵 응원 고조