전체기사

2025.11.05 (수)

  • 맑음동두천 2.7℃
  • 맑음강릉 10.2℃
  • 맑음서울 6.8℃
  • 박무대전 5.6℃
  • 박무대구 6.5℃
  • 구름많음울산 10.3℃
  • 박무광주 8.8℃
  • 구름많음부산 12.6℃
  • 맑음고창 5.3℃
  • 구름많음제주 15.4℃
  • 맑음강화 4.4℃
  • 맑음보은 2.5℃
  • 맑음금산 3.6℃
  • 맑음강진군 7.2℃
  • 구름조금경주시 5.4℃
  • 구름많음거제 10.4℃
기상청 제공

지역네트워크

POSTECH 이종람 교수팀, 이산화탄소 연로로 전환하는 고효율 광전극 제작

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 산업화의 상징이었던 ‘공장 굴뚝’은 이제 환경오염과 미세먼지를 떠올리게 하는 상징이 됐다. 산업현장에서 발생하는 오염 물질을 에너지로 바꿀 수 있다면 어떨까? 현대사회의 필수적인 산업활동으로 발생하는 이산화탄소를 원료로 광합성을 하는 기술이 주목받고 있다. 최근 POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)이 미국 미시간대학교와 손잡고 부식성 가스를 고부가가치의 화합물로 바꾸는 이산화탄소 환원용 광(光)전극을 선보였다.

 

POSTECH 신소재공학과 이종람 교수, 동완재 박사 연구팀이 미국 미시간대학교 제티안 미(Zetian Mi) 교수 연구팀과 공동연구를 통해 갈륨질화물(GaN) 반도체와 황화구리(CuS)로 이루어진 광전극이 부식가스로 알려진 황화수소가 포함된 이산화탄소를 화학공업 연료인 포름산으로 변환한다는 것을 처음으로 밝혀냈다. 이를 통해서 청정에너지인 빛과 물을 이용해서 이산화탄소 가스를 연료로 전환하는 고효율 광전극을 제작하는 데 성공했다. 이 연구성과는 화학 분야에서 권위 있는 국제학술지 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’에 게재됐다.
 
이산화탄소가 용해된 물에 햇볕을 쫴 에너지 연료를 만들 수 있는 ‘인공광합성 기술’이 새로운 에너지 전환 기술로 주목받고 있다. 하지만, 이산화탄소 환원에 사용되는 촉매 소재는 불순물에 의해서 쉽게 상태가 변하는 등 손상되는 문제가 있다. 그래서 산업현장에서 배출된 이산화탄소 가스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 이산화탄소를 정화하는 공정이 필요하다. 이때 사용하는 것이 광전극이다.

 

이산화탄소 환원 광전극의 효율과 수명을 동시에 개선하는 일은 그리 간단하지 않다. 광전극으로 많이 사용되는 실리콘 반도체는 수용액에서 쉽게 산화되기 때문에 부식성 가스가 포함된 이산화탄소 환원 반응의 안정성이 떨어진다. 또한, 높은 촉매 성능을 구현하기 위해서 사용되는 금속 촉매들도 반응 도중에 쉽게 녹슬어 이산화탄소 환원 반응의 효율이 낮아진다. 이산화탄소를 연료로 전환하는 기술의 상용화를 위해서는 무엇보다 높은 안정성을 갖는 반도체 광전극과 촉매 개발이 시급하다. 

 

연구팀은 GaN 나노선이 성장된 실리콘 기판과 CuS 나노입자 촉매로 이루어진 광전극이 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 효율을 대폭 향상하고 장시간 동작 가능하다는 것을 보였다. 지금까지 알려진 광전극들은 고순도 이산화탄소에서만 높은 선택성을 보이지만, 이번에 개발된 광전극은 고순도가스뿐만 아니라 부식성 가스가 포함된 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 효율을 대폭 향상하는 특성을 확인했다.

 

이러한 광전극은 산업현장에서 배출되는 이산화탄소를 정화하지 않고 바로 연료로 전환할 수 있고, 촉매 소재의 교체 주기가 길기 때문에, 기존 이산화탄소 환원 공정보다 간단하며 비용을 절감할 수 있다.

 

이종람 교수 연구팀은 “이 연구는 빛, 물, 그리고 공장에서 배출되는 이산화탄소 가스를 화학 연료로 전환해서 고부가가치를 창출할 수 있다는 것을 보여준다”며, “환경문제는 물론 에너지 고갈 문제를 해결하고, 탄소 중립시대를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

 

이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 창의도전연구기반지원사업, 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행됐다.

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기

경제

더보기

사회

더보기
중국산 건조 마늘과 양파를 냉동 제품으로 위장 밀반입 한 5명 적발
(사진=인천본부세관 제공) [시사뉴스 박용근 기자] 인천본부세관은 중국산 건조 마늘과 양파를 냉동 제품으로 위장해 밀반입한 5명을 관세법 위반 혐의로 붙잡아 검찰에 송치했다. 인천본부세관은 4일 A(50대)씨 등 5명을 관세법 위반 혐의로 입건해 검찰에 불구속 송치했다. 세관에 따르면 A씨 등은 지난해 1~12월 중국에서 건조된 마늘 173톤과 양파 33톤 등 시가 17억 원 상당의 농산물 총 206톤을 국내로 밀수입한 혐의를 받고 있다. 이들은 건조 농산물에 부과되는 고율 관세를 회피하기 위해 냉동 농산물로 위장하는 방식으로 밀수를 시도한 것으로 조사됐다. 현행 건조 마늘과 양파에는 각각 360%, 135%의 관세율이 적용되지만 냉동 농산물로 분류되면 27%로 낮아진다. 이들은 건조 농산물을 실은 컨테이너 적재 칸의 윗부분에는 냉동 농산물 상자를 넣어 현품 검사를 피하려고 한 것으로 파악됐다. 이번에 적발된 보세창고 보세사는 현품 검사를 할 때 사전에 확인한 냉동 농산물만 샘플로 제시하는 등 범행에 깊숙이 가담한 것으로 드러났다. 인천세관은 냉동 보세창고 외부에만 폐쇄회로(CC)TV가 설치돼 있어 내부 감시가 어려운 점이 악용된 것으로 보고 앞으로 창고 내

문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 진짜 부동산 대책은 ‘가만 놔두는 것’이다
정부가 또다시 부동산 대책을 내놓았다. 표면적인 이유는 언제나처럼 ‘부동산 시장 안정’과 ‘투기 근절’이다. 하지만 이번 10‧15 부동산 대책의 내용을 들여다보면, 과연 이것이 시장 안정을 위한 것인지, 아니면 그저 시장 자체를 마비시키려는 것인지 의구심을 금할 수 없다. 이번 대책의 핵심 논리는 ‘풍선 효과’를 원천 차단하겠다는 것이다. 강남 3구 집값이 오르니, 그 불길이 번진 마포·용산·성동구를 잡고, 나아가 서울 전역을 조정대상지역이라는 족쇄로 묶어버렸다. 과천과 분당이 들썩이자, 그와는 무관한 인근 경기도 12개 지역까지 모조리 규제지역으로 편입시켰다. 이는 문제의 본질을 완전히 잘못 짚은 ‘연좌제식 규제’이자 ‘과잉 대응’이다. 첫째, 특정 지역의 가격 상승은 그 지역 나름의 복합적인 수요 공급 논리에 따라 발생한다. 강남의 가격 상승 논리와 서울 외곽 지역의 논리는 엄연히 다르다. 단지 행정구역이 ‘서울’ ‘수도권’이라는 이유만으로 모든 지역에 동일한 대출 규제(LTV, DTI), 세금 중과, 청약 제한을 가하는 것은, 빈대 몇 마리를 잡겠다며 초가삼간을 태우는 격이다. 둘째, 이러한 전방위적 규제는 ‘현금 부자’가 아닌 평범한 실수요자와 선량