식물의 잎은 태양빛을 받으면 물과 이산화탄소만으로 영양소인 '포도당'을 합성한다. 마치 잎처럼 태양빛을 에너지원으로, 물과 이산화탄소를 원료로 삼아 다른 물질을 만드는 장치가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 민병권·김홍곤·황윤정 청정에너지연구센터 박사팀과 고려대팀이 공동으로 이 같은 장치를 개발했다고 27일 밝혔다. 잎처럼 광합성을 할 수 있다는 의미로 장치는 '인공광합성 시스템'이라고 부른다.

연구진은 이 인공광합성 시스템을 만들기 위한 구조를 지난해 3월 학술지 '재료화학A 저널'(Journal of Materials Chemical A)에 발표했다. 이번에는 이 연구결과를 바탕으로 실제 시스템을 구현한 것이다.

인공광합성 시스템을 만들기 위해서는 다양한 기술이 필요하다. 연구진은 실리콘 태양전지 기술을 응용해 광전극을 만들었다. 광전극은 태양빛을 흡수해 전자를 생산하는 부품이다. 또 나노 기술로는 물을 분해하는 촉매를 제조했다.

광전극과 촉매 등을 결합한 장치 8개를 모아 성능을 확인한 결과, 태양빛을 받으면 8개의 장치에서 일산화탄소를 시간당 250㎖ 생산할 수 있는 것으로 나타났다고 연구팀은 설명했다.

민 박사는 "인공광합성 시스템을 태양전지와 같은 패널형 구조로 구현해 태양광으로 화학원료를 대량생산할 수 있다는 가능성을 보여줬다"며 "인공광합성의 상용화를 위해 진일보한 연구결과"라고 의의를 밝혔다.

이번 연구는 KIST 기관고유 미래원천사업과 미래창조과학부·한국연구재단 특화전문대학원 학연협력지원사업의 지원으로 수행됐다.