인공 잎을 통해서 태양 에너지로부터 액체 연료를 생산하려는 세계 각국의

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-11-08

과학자들이 광합성을 모방한 ‘인공 잎(Artificial leaf)’의 개발을 위해 전진하고 있으나 인공 잎은 태양빛과 물을 자동차와 트럭들을 위한 메탄올과 같은 액체 연료로 전환한다고 1차 CS3(Annual Chemical Sciences and Society Symposium)의 토론들을 요약한 보고서에 나와 있다. 그러나 인공 잎을 개발하기 위해 많은 연구들이 모든 분야들에 남아있다. 또한 주요 부품들의 연계에 있어서 해결해야 할 과제들이 여전히 남아있다. 독일에서 열린 3일간의 심포지움에 중국, 독일, 일본, 영국, 미국에서 참가한 30명의 화학자들이 참여했다. 유엔의 국립 과학 기구(National Science Foundation), 미국 화학회(American Chemical Society, ACS)를 포함하는 각국의 화학회들과 과학과 기술에 자금을 기여하는 기구들의 공동 노력을 통해서 심포지움이 조직되었다. 심포지움은 4가지 주요 주제들은 다음과 같다. - 인공 잎과 같은 합성 물질들을 이용한 광합성의 모방 - 저장된 태양 에너지의 형태로서 바이오 연료들의 생산과 사용 - 혁신적이며 더욱 효율적인 태양 전지들의 개발 - 태양 에너지의 저장과 분배 광합성은 몇 개의 분리된 반응들의 결합을 통해서 물과 이산화탄소를 탄화수소 물질들 (CH2O)와 산소로 전환시키는 반응이다. 2가지 주 반응들은 물을 수소와 산소로 분리하는 반응과 물의 분리 과정에서 발생하는 전자들을 사용하여 이산화탄소를 저감시키는 반응이다. 화학자들은 광합성 공정에서 일어나는 개별 반응들을 이루는 데 필요한 대부분의 것들을 모방해왔다. 본질적으로 화학자들은 광합성을 모사해왔다. 그러나 광합성이 쉽지 않았으며 화학자들은 아직까지 상업적 규모의 융합 공정에서 개발 반응들을 모사하지 못했다. 과학자들은 최근에 실험적인 산소 생산 반응만을 개발하였다. 물론 이 반응도 폭넓게 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 상업적으로 가장 널리 이용되는 산소 생산 방법들은 매우 비싼 백금 촉매들의 사용에 의존한다. 직접 태양 연료들에 대한 심포지움에서의 토론들은 반응을 이끄는 가능한 촉매들의 개발에 대해서 집중되었으며 특히 수소 생산, 산소 생산, 이산화탄소 저감 분야에 집중되어 있다. 일본 도쿄 대학(University of Tokyo)의 카주히토 하쉬모토(Kazuhito Hashimoto) 박사는 차세대 광발전 기술의 이상적인 방향은 자가 조립 또는 자가 조직 능력과 자가 치유 능력이라고 말했다. 심포지움 참가자들은 인공 광합성이 유용하고 폭넓게 사용되기 위하여 화학자들이 인공 광합성의 2가지 주반응-물 분리와 이산화탄소 저감-들을 위해 상업적으로 가능하고 지구 상에 존재하는 물질들로 만들어지는 화학적 촉매들을 개발하고 물 분리와 이산화탄소 저감을 결합함으로써 인공 잎을 만들어야 한다고 결론내렸다. 또한 에너지 문제에 대한 하나의 해법이 없으며 과학자들은 더욱 유용하고 지속적으로 이용가능한 방법들을 찾아야 한다. 화학 분야의 투자는 미래에 대한 투자이며 강한 기초 연구가 태양에너지의 잠재력을 현실화하고 대규모로 사용하도록 만드는 데 필수적이다. 사회는 태양 에너지를 포획하고 전환하며 저장하는 새로운 방법들을 연구하는 새로운 에너지 과학자들을 필요로 한다. 출처 : http://www.greencarcongress.com/2009/11/cs3.html#more