[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. 세종시, '영화·드라마' 촬영 명소로 간다
  2. 아산시 어의정로 교차점 광장 준공
  3. [대전 전통산업 특화거리의 새로운 미래를 그리다] ①대전 전통산업과 특화거리의 탄생과 번영…그리고 존폐의 기로
  4. 두 자녀 태우고 만취운전 30대 사고까지…여름철 엄격 단속 필요
  5. K리그 휴식기, 대전 서포터즈는 '청소' 중?… "승리의 기운을 줍습니다"
  1. 창업기업 74곳에 최대 4억원 '대전 창업기업 들썩'
  2. 폐현수막의 변신은 ‘무죄’
  3. 우송대 응급구조학과 학생들, ‘실무능력 UP’
  4. 천문연구원, 희귀 왜소신성 발견…공전주기 짧아 중요 연구대상
  5. 대전 보건소 인력부족에 '허덕'…전국 광역시 중 가장 적어 보건의료 '빨간불'

헤드라인 뉴스


삼전닉스 호남 투자 가시화…충청은 생색내기용 전락

삼전닉스 호남 투자 가시화…충청은 생색내기용 전락

삼성전자와 SK하이닉스가 광주·전남에 수백조원에 달하는 반도체 생산기지 구축에 나설 것이 유력해지면서 충청권은 곁다리 투자에 그치는 것 아니냐는 우려가 커지고 있다. 충청권의 경우 두 기업이 막대한 고용창출 등이 기대되는 대규모 생산 라인이 아닌 AI데이터센터 건립으로 기우는 모양새인데 이럴 경우 지역 경제 파급 효과가 미미하기 때문이다. 코스피 시총 투톱으로 글로벌 메모리 업체인 두 기업이 이재명 정부의 강력한 지역균형 발전 정책에 부응하려면 충청권에도 생색내기 용이 아닌 과감한 투자가 필요하다는 목소리가 높다. 23일 정치권과..

"대전 도시철도 2호선 트램 개통 2030년 하반기로 늦어진다"
"대전 도시철도 2호선 트램 개통 2030년 하반기로 늦어진다"

대전도시철도 2호선 트램 개통이 2030년 하반기로 지연된다고 대전시가 공식 인정했다. 당초 2028년 개통보다 2년여가 더 늦어지는 것으로, 주요 공정 리스크와 차량 시운전 계획 반영 등을 이유로 꼽았다. 유득원 대전시 행정부시장은 23일 대전시청 기자회견장에서 도시철도 2호선 트램 관련 브리핑을 갖고 "향후 통합공정 계획 수립을 통해 개통 일정 등을 최종 확정할 것"이라면서 개통 지연을 공식화 했다. 도시철도 2호선 트램은 총연장 38.8㎞, 정거장 45곳, 차량기지 1곳 규모로, 2024년 12월 착공해 현재 본선 14개 전..

[대전 전통산업 특화거리의 새로운 미래를 그리다] ② ‘생산성을 넘어 브랜딩을 창출하라’
[대전 전통산업 특화거리의 새로운 미래를 그리다] ② ‘생산성을 넘어 브랜딩을 창출하라’

대전 중구 중촌동 맞춤패션거리와 정동 인쇄거리, 원동 한복거리 등 과거 대전을 상징하던 유서 깊은 산업 자산들이 중대한 변곡점을 맞이하고 있다. 자구책 마련을 위해 붙여진 특화거리라는 이름이 무색하게도, 급격한 산업 구조 변화와 유통 시스템 현대화 속에서 경쟁력을 잃어간 채 존폐의 기로에 서면서다. '생산의 효율화'란 거대한 산업 발전 흐름이 오늘날 현대 사회의 모든 가치를 장악하고 있지만, 지역의 고유한 숨결과 정체성이 담긴 전통산업의 흔적이 미래세대에 적절히 계승돼야 마땅하다는 점에는 이견이 없을 것이다. 낡은 산업의 미래를 새..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 문창동 화재피해 복구 돕는 손길 문창동 화재피해 복구 돕는 손길

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

  • 폐현수막의 변신은 ‘무죄’ 폐현수막의 변신은 ‘무죄’

  • 우송대 응급구조학과 학생들, ‘실무능력 UP’ 우송대 응급구조학과 학생들, ‘실무능력 UP’