Page 82 - EV 매거진_8호(2월)-e-book

EV Column 이순형 박사의 ‘李심電심’

핵융합발전은 이산화탄소 발생이 없어 지구온난화를 일으키는 온실가스
를 배출하지 않고, 원자력발전의 0.04%에 불과한 소량의 중·저준위 방사
성폐기물이 발생하지만 모두 10년에서 100년 이내 재활용이 가능하다.
발전소 폭발 같은 위험도 없는 꿈의 에너지인 셈이다.
우리나라에서도 세계를 선도하는 몇 안 되는 과학기술 분야로 ITER(국제
핵융합실험로사업) 프로젝트라는 계획을 세우고 한국이 주도한다는 꿈을
갖고 연구에 몰두하고 있다. 서남권에는 한빛원전이 있어 안전한 핵에너
지 연구개발 및 공급기반을 통해 미래에너지를 함께 해결해 갔으면 한다.

‘인공광합성’을 이용한 에너지
식물의 광합성처럼 무진장의 태양광을 에너지원으로 삼아, 물이나 이산화
탄소로부터 연료나 공업용 소재가 되는 화학 물질을 합성하려는 것이 ‘인
공광합성’이다. 화석연료에 의존하지 않고 이산화탄소 배출량을 줄이는
효과도 기대되어, 에너지 문제를 해결하는 차세대 기술로 크게 주목받고
있다. 인공광합성은 오랫동안 ‘꿈의 기술’이라고 일컬어졌다.
세계 각국은 프로젝트를 시작해 실용화를 향한 연구개발에 본격적으로 나
서고 있다. 인공광합성이 주목받기 시작한 것은 최근이다.
2011년 당시, 미국 오바마 대통령이 국정연설을 통해 친환경 에너지원 연
구를 ‘우리 시대의 아폴로 프로젝트’라고 치켜세우며 대표적인 사례로 인
공광합성 연구를 꼽기도 했다. 인류의 운명에 큰 영향을 미칠 핵심 기술로
자연광합성을 통한 탄수화물 생산
평가한 것이다. 2012년, 일본 자동차기업 도요타에서 인공광합성 촉매를
처음 개발했을 때의 효율은 0.08%에 불과했다. 태양으로부터 100만큼의
에너지를 받았을 때 최종적으로 생산되는 에너지가 0.08밖에 안 된다는
의미이다. 식물의 광합성 효율이 1%라는 점을 고려했을 때 매우 적은 효
율이었다.
하지만 우리나라 연구진들도 새로운 역사를 기록하고 있다. 민병권 한국
과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터장이 이끄는 국내 연구진은 식
물보다 무려 4배 높은 효율로 에너지를 생산하는 인공광합성 장치를 개발
했다고 한다.
식물의 광합성은 엽록소가 빛을 에너지로 사용하도록 도와주지만, 연구진
이 개발한 장비는 태양전지가 엽록소의 역할을 했는데 태양전지로 생성한
전기가 이산화탄소를 분해해 일산화탄소(CO)와 물을 만드는 과정에서 효
인공광합성을 이용한 정밀화학제품 생산
율은 무려 4.23%를 기록했다고 한다.
인공광합성의 최근 동향과 관련, 반도체 계열의 광촉매에 의한 물 분해 현
상(자외선에 의한 것)은 일본에서 발견했는데, 현재도 이 분야는 일본이
선도하고 있다. 인공광합성 연구는 원래 학술적인 의미가 강했지만, 현재
는 에너지 문제를 해결하는 기술로 주목받고 있다.
앞으로 나주 혁신도시에 한국전력이 투자하여 설립하는 한국에너지공대가
개교하면 이와 같은 꿈의 에너지분야를 집중 연구해야 한다. 그리고 대한민
국이 꿈의 에너지를 통해 글로벌 그린 뉴딜의 선두가 되었으면 한다.