최근 식물의 광합성 원리를 이용한 태양열 기술 개발이 빠르게 발전하고 있는 가운데 임페리얼 칼리지의 과학자들이 발표한 인공 잎이 주목을 받고 있다.
임페리얼 칼리지 연구자들은 과학지 네이처 커뮤니케이션스를 통해 'PV-리프(PV-leaf)' 기술을 최근 공개했다.
이름 그대로 잎사귀 모양을 모델로 한 이번 기술은 PV 유리판, 광전지, 대나무, 섬유질 및 하이드로겔 세포로 이뤄져 있다.
PV 리프는 상단에 위치한 태양열판에 전달된 빛을 흡수, 담수와 열 에너지를 생산한다.
식물의 광합성 원리를 활용한 기술은 다양한 방식으로 개발되고 있다.
지난 5월, 영국 케임브리지 대학 연구원들은 햇빛을 이용해 이산화탄소를 연료로 변환하는 인공 잎을 개발한 바 있다.
광합성은 식물이 잎을 통해 흡수한 빛을 성장에 필요한 성분으로 생산, 전환 시키는 과정이다.
비교적 원재료가 많이 필요하지 않으며 자연 그대로의 원리인 만큼 친환경적이기도 하다.
이와 함께 이산화탄소, 빛, 물의 양과 농도에 따라 광합성 속도나 영양 성분을 생산하는 양이 달라지는 특징이 있는 만큼 새로운 CCUS(이산화탄소 포집 저장 기술)에도 활용이 가능하다.
다만 광합성에서 주요 역할을 수행하는 엽록소를 인공적으로 만들어야 하는 것이 과제로 남아있었다.
이에 대한 해결책 중 하나로 앞서 케임브리지 연구원들이 개발한 인공 잎은 세포 역할을 수행할 수 있도록 구리, 유리, 은, 흑연으로 이뤄진 층을 제작, 적용했다.
이번에 발표된 기술도 식물의 광합성 작용을 이용한 만큼 잎의 구조를 대신할 세포 구조물을 구성했다.
연구진은 하이드로겔 세포를 통해 열 에너지 뿐만 아니라 담수 에너지를 생성, 최대 연간 수십억 세제곱미터 단위의 물을 생성할 수 있다고 주장하고 있다.
물론 아직 연구가 초기 단계인 만큼 실질적인 효과를 입증하진 못했지만 단순히 열 에너지만을 생산하는 것이 아니라 담수 에너지, 즉 물을 생산할 수 있는 만큼 주목도가 높다.
연구에 참여한 Christos Markides 교수는 "이 인공 잎은 에너지 증가와 담수의 필요성이라는 긴급한 과제를 해결함에 있어 도움이 될 수 있다"며 "우리는 이 새로운 발명품에 큰 희망을 가지고 있다"고 말했다.
[데일리e뉴스= 정수성 기자]
