지구온난화 원인인 CO2 활용해 연료 에너지원 만든다

황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2020-11-22 16:46:33
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[환경미디어= 황원희 기자] 지구온난화, 극단적인 기후, 천연자원 고갈, 물 부족, 플라스틱 오염 등은 전세계에서 이미 심각한 환경 문제로 여겨지고 있다. 대기 중 CO2의 증가는 온난화의 주요 원인 중 하나로 알려져 있다. 삼림은 지구상의 허파나 다름없지만 CO2 증가와 산림벌채로 고군분투하고 있다. 인공 광합성은 대기 정화를 위한 혁신 기술 중 하나이다. 식물과 마찬가지로 태양광 에너지를 활용하고 CO2와 물을 이용한 이 기술은 에너지뿐만 아니라 연료와 화학제품의 원료를 포함한 유기물질을 생산할 수 있다. 

 

▲인공광합성 기술을 이용해 연료 에너지원을 만들 수 있는 길이

열렸다

최근 일본의 그린 사이언스 얼라이언스의 료헤이 모리 박사가 금속 산화물과 금속 복합체로 구성된 본래 촉매 물질을 이용해 물과 CO2와 광 에너지로 포름산을 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 이는 외부 전기 에너지의 도움 없이 포름산을 만들어낸 인공 광합성 기술이다. 

 

료헤이 박사는 포름산을 수소 저장과 지속가능한 에너지 시스템 구축을 위한 루트로 활용하는 아이디어를 갖고 있다. 수소 기반 에너지의 확산이 더딘 이유는 수소를 저장하는 기술이 어려운 데 있다. 수소 탱크는 막대한 비용을 필요로 하며 안전 문제도 무시할 수 없다. 수소는 우주에서 가장 작은 원자로, 밀봉 효과가 높은 수소 탱크를 만드는 일은 천문학적 비용이 들 수밖에 없다.

 

이런 관점에서 보면 포름산은 강한 산성으로 취급에 어려움이 있지만 액체여서 수소 저장고에 비해 저렴한 비용으로 한 곳에 보관하는 것이 훨씬 쉽다. 필요할 때 포름산에서 수소를 빼내고 연료전지 에너지원으로 활용할 수 있기 때문에 실용화를 위한 수소 기반 사회를 만드는 데 용이할 수 있다. 또한 포름산으로부터 직접 전기 에너지를 생성하는 것에 대한 연구도 하고 있는데 이는 포름산 연료 전지다. 그린 사이언스 얼라이언스는 가까운 미래에 포름산 연료전지를 만드는 것도 고려하고 있다.

 

또한 료헤이 모리 박사는 이 인공 광합성 기술과 포름산 기반의 지속가능한 시스템을 화성에도 적용할 것을 구상하고 있다. 화성 대기의 96%는 CO2로 구성되어 있으며, 최근 얼음으로 북극과 남극에 풍부한 물이 있고, 지하에도 물이 있다는 것을 발견했다. 또한 인공 광합성의 부산물로써 산소는 인간이 호흡하는 데 사용될 수 있다. 지구상의 CO2 농도는 약 0.04%이고 화성에 약 2400배 많은 양의 CO2가 존재해 연료와 에너지 자원이 되는 데 적합하다.

 

그린 사이언스 얼라이언스는 향후 퀀텀닷, 금속 유기체 프레임워크 등 첨단 소재와 결합한 합성 기술로 인공 광합성 효율을 높이는 데 도전할 계획이라는 포부를 밝혔다.

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