[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. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  3. "활옥동굴, 폐쇄보다 해법"…이동석 충주시장 '현장행정' 첫 시험대
  4. 진주시, 진주성 밤을 빛으로 채운다
  5. 논산딸기축제, ‘한국 대표 축제’ 특산물 부문 전국 1위 기염
  1. 대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
  2. 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡
  3. "전국 노래꾼들, 서산 해미읍성으로 모인다"…가을 무대 뜨겁게 달군다
  4. 천안교육지원청, 을지연습 국민참여 안보퀴즈 이벤트 운영
  5. 여름철 복합 기상 재해 대응… 농작물 피해 최소화 총력

헤드라인 뉴스


민주 당권 틀어쥔 김민석, 충청현안 해결 속도내야

민주 당권 틀어쥔 김민석, 충청현안 해결 속도내야

더불어민주당 8·17 전당대회에서 새 당 대표로 4선 김민석 의원(서울 영등포을)이 선출된 가운데 차기 여당 지도부가 산적한 충청 현안 해결에 속도를 내야 한다는 목소리가 커지고 있다. 김 대표는 이재명 정부 국무총리를 역임한 핵심 친명(친이재명)으로 충청 현안 관철을 위한 당청(黨靑) 원팀 시너지 극대화에 기대감이 실리고 있다. 김 대표는 이날 대전컨벤션센터에서 열린 전대에서 연임을 노리던 4선 정청래 의원(서울 마포을)을 누르고 당권을 손아귀에 쥐었다. 그의 임기는 2028년 8월까지로 집권 중반기 국내외 적으로 실질적인 성과가..

예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전
예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전

대전시가 산업단지 500만 평 조성 마스터플랜의 핵심이었으나 KDI 예비타당성 조사 문턱을 넘지 못한 '나노반도체 국가산단 조성사업'을 재도전한다. 산단 규모를 축소하고 입주 업종을 확대해 사업성을 확보할 계획이다. 산업단지 기반이 취약해 정부의 반도체 주요 정책에서 대전이 들러리 신세로 전락한 만큼 지역 산업 경쟁력 확보를 위해 속도를 내야 할 시점이다. 17일 중도일보 취재결과, 현재 대전시와 사업시행자인 한국토지주택공사(LH)는 나노반도체 국가 산단 조성사업 예비타당성 조사 연내 재신청을 위해 규모 조정 후 사업 계획을 보완..

10년 후 성장 디딤돌 `7대 프로젝트` 대덕특구 R&D 임무될듯
10년 후 성장 디딤돌 '7대 프로젝트' 대덕특구 R&D 임무될듯

10~20년 후 경제성장 동력이 될 정부의 7대 과학과제로 구성된 시드(SEED) 프로젝트가 대덕연구개발특구 연구기관이 이미 수행 중이거나 중요한 장래 목표를 다수 포함하면서 대덕특구가 다시 중요 역할을 맡을 전망이다. 과학기술정보통신부는 미래성장동력 7대 시드(SEED) 프로젝트를 최근 발표하고 소형모듈원자로(SMR)와 핵융합, 재생에너지 등을 양자, 우주항공, 첨단 바이오와 함께 장래 경제성장 동력 확보를 위한 프로젝트로 선정했다. SMR은 인공지능(AI) 확산과 데이터센터 전력 수요 급증, 탄소중립 목표 달성이라는 과제가 맞물..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석

  • 민주당 전당대회서 고공 시위 민주당 전당대회서 고공 시위

  • 가을옷 입은 마네킹 가을옷 입은 마네킹

  • 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체