케임브리지 대학의 연구원들이 햇빛을 이용해 이산화탄소를 연료로 변환하는 '인공 잎'을 개발했다고 24일(현지시간) TNW가 보도했다.

태양을 활용해 에너지를 만드는 건 가장 대표적인 신재생 에너지 생산 방식이다. 날씨나 지역에 따라 다소 생산량의 차이는 있지만 어디서나 쉽게 에너지를 만들 수 있다는 장점이 있다.

최근에는 태양 에너지를 통해 이산화탄소를 에너지로 전환시키기 위한 노력도 이어지고 있다.

이번에 케임브리지 대학의 연구원들이 개발한 인공 잎도 이산화탄소를 전환시키기 위한 프로젝트 중 하나다. 

연구진은 물과 햇빛을 이용해 이산화탄소를 에탄올과 프로판올로 변환, 일명 '드롭인(Drop-in)' 연료를 생산한다.

드롭인 연료는 별도의 가공이나 수정 없이 자동차 엔진에 직접 동력을 공급할 수 있어 산업계에서도 주목하고 있는 방식이다. 전환과 동시에 사용이 가능하기 때문에 자동차 외에도 항공기, 선박에도 적용하기 위한 개발·연구가 지속되고 있다.

연구진은 식물이 자연적으로 광합성 하는 방식을 활용했다. 구리, 유리, 은, 흑연을 포함한 여러 층으로 인공 잎을 만들고 잎에 햇빛을 모으는 식물의 분자와 유사한 빛 흡수제를 포함시켰다.

이렇게 만들어진 층은 촉매와 결합되어 이산화탄소와 물을 다중 탄소 연료로 변환한다. 이후 해당 과정을 되풀이하며 연료를 만들어내는 것이다.

주목할 점은 이 과정에서 생산되는 에탄올과 프로판올이 높은 에너지 밀도를 가지고 있으며 저장과 운반이 쉬워 차세대 에너지 원이 될 가능성이 높은 물질이라는 점이다.

특히 에탄올은 사탕수수와 옥수수와 같은 당 성분이 포함된 식물에서 추출되기 때문에 농경지를 훼손하고 생산 과정에서 대기 오염, 수질 오염을 야기한다는 비판을 피할 수 없었다. 에너지원으로의 활용성이 높지만 환경에 악영향을 미치는 정도도 높은 셈이다.

이와달리 연구진이 개발한 '인공 잎'은 농경지 훼손, 환경 오염 등의 논란에서 자유로울 수 있다. 

연구진은 구리와 팔라듐을 기반으로 한 촉매를 개발해 다중 탄소 알코올 연료를 생성하는 것으로 이런 논란을 벗어나고 있는 것. 

실제 케임브리지 연구진은 "이번 인공 잎 연구를 통해 향후 더욱 깨끗하고 환경에 영향을 주지 않는 에탄올과 프로판올을 생산할 수 있을 것"이라는 기대감을 표했다.

이어 "아직 연구가 진행되고 있으나 인공 잎은 화석 연료 기반의 산업 구조에서 벗어나는 중요한 역할을 할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

한편 연구진은 촉매 연구 등을 통해 더 많은 햇빛을 연료로 변환시키기 위한 연구를 진행 중이며 향후 대량 연료를 생산할 수 있도록 노력 중이라고 밝혔다. 

[데일리e뉴스= 정수성 기자]

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