워털루대 연구진, 이산화탄소→대체연료 싸게 변환하는 '인공 잎' 개발

[데일리e뉴스= 김지원 기자] 과학자들이 온실가스의 주범인 이산화탄소를 유용한 대체연료로 값싸게 변환해 기후변화에 맞설 수 있는 '인공 잎(artificial leaf)'을 만들었다. 

이 새로운 기술은 식물이 햇빛으로부터 에너지를 받아 이산화탄소를 양분으로 삼는 것에서 영감을 얻은 것으로 이 같은 연구결과는 4일(현지시간) 네이처 에너지 저널에 발표됐다. 

연구를 이끈 이민 우(Yimin Wu) 워털루 대학 기계공학 및 전자공학 교수는 "실제 잎과 광합성 과정을 모방하기 때문에 우리는 이를 인공 잎이라고 부른다"며 "실제 잎은 포도당과 산소를 생성하고 이 인공 잎은 메탄올과 산소를 생성한다"고 설명했다.

이 공정의 핵심은 산화제일구리(cuprous oxide)라고 하는 저렴한 적색 가루다. 8면 입자들을 가능한 많이 얻기 위해 설계된 이 가루는 특정 온도로 가열된 물에 포도당, 아세트산구리, 수산화나트륨 및 황산도데실나트륨의 4가지 물질이 첨가될 때 화학 반응에 의해 생성된다.

그 후 가루는 이산화탄소가 취입된 물과 혼합돼 백색 광선이 시뮬레이터로 향할 때 또 다른 화학 반응을 위한 촉매 또는 자극장치의 역할을 한다. 이 반응은 광합성처럼 산소를 생성하는 동시에 물-분말(수성 분말)로 이산화탄소를 메탄올로 전환시킨다. 메탄올은 용액이 가열될 때 증발하면서 모이게 되고 새로운 대체에너지를 만들 때 사용된다.

연구의 다음 단계는 메탄올 수율을 높이고 발전소, 차량 및 석유 시추와 같은 주요 온실가스 공급원에서 수집된 이산화탄소를 변환하기 위해 특허 공정을 산업화하는 것이다. 

우 교수는 "기후변화는 시급한 문제이다"며 "우리는 이 방법으로 이산화탄소 배출을 줄이면서 대체연료를 만들 수 있다"고 말했다.