‘인공광합성’ 효율 3% 돌파 목표… 고부가가치 연료 생산 기반 마련
한국에너지공과대학교(KENTECH) 강영수 교수 연구팀이 미국 MIT(Massachusetts Institute of Technology) Yang Shao-Horn 교수팀과 손잡고 ‘인공광합성 기반 이산화탄소 액체연료 전환’ 핵심 기술 개발을 위한 국제공동연구에 착수했다.
이 공동연구는 산업통상자원부 한국산업기술기획평가원(KEIT)의 ‘알키미스트 프로젝트’ 지원을 받는 3년간의 국가과제로, 2025년 4월부터 2028년 3월까지 진행된다. 연구의 최종 목표는 태양에너지를 활용해 이산화탄소(CO₂)를 메탄올 등 액체 연료로 전환하는 인공광합성 시스템의 효율을 3% 이상으로 끌어올리는 것이다.
이번 연구는 특히, MIT 측이 최근 세계 최초로 규명한 ‘촉매 주변 물(H₂O) 구조가 반응 속도에 미치는 영향’ 관련 성과를 기반으로 한다. 해당 연구는 세계적 학술지 Nature Catalysis에 2024년 7월자 논문으로 게재되었으며, 양이온 농도가 CO₂ → 메탄올 전환에서 중요한 역할을 한다는 내용을 담고 있다.
KENTECH 연구팀은 이 성과를 바탕으로, 전해질 종류와 농도(pH)를 조절하여 촉매 활성점을 최적화하고, 실시간 분석 기술(in-situ ATR-IR)을 이용해 전환 반응의 메커니즘을 정밀하게 규명할 계획이다.
‘빛으로 연료 만든다’는 궁극의 청정기술에 도전
인공광합성 기술은 태양광, 물, 이산화탄소만으로 탄소중립 연료를 생산하는 차세대 청정에너지 솔루션으로, 에너지 산업 전반의 패러다임 전환 가능성을 제시해왔다. 그러나 지금까지의 연구는 변환 효율이 낮고, 반응 안정성 확보에 어려움이 있어 상용화에 큰 제약이 있었다.
이번 연구는 이 같은 기술적 병목을 해결하는 데 초점을 맞추고 있으며, 성공할 경우 2030년까지 CO₂ 배출량을 37% 감축하겠다는 파리협정의 핵심 목표 달성에도 기여할 수 있는 원천 기술로 평가받는다.
강영수 교수는 “Yang Shao-Horn 교수팀과의 협업은 인공광합성 분야 난제 해결을 위한 중요한 전환점”이라며, “기후위기 대응을 위한 기술적 돌파구를 만들어내는 것이 궁극적 목표”라고 밝혔다.
KENTECH 측은 이번 MIT와의 협력을 계기로 국제공동연구 확대와 글로벌 에너지기술 R&D 허브 구축에 박차를 가하겠다는 계획이다.
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