태양 빛으로 인공 광합성, 이산화탄소→메탄 만든다 작성일 11-14 49 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">DGIST 등 국제연구팀, 관련 연구 결과 내놓아</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="8Y67j3YCTg"> <p contents-hash="4de2f8c059160962292596721713f2cc1f055d0318622902c0d37a4a8f2c1c05" dmcf-pid="6GPzA0Ghho" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 태양 빛을 이용해 이산화탄소를 연료로 만드는 ‘인공 광합성’ 촉매가 나왔다. 온실가스를 줄일 수 있고 고효율 연료인 메탄을 만들 수 있어 주목된다.</p> <p contents-hash="279edc4b26afe4927d743ce9074cb402cc7721c90d0d5bae1b971b10fa45e14e" dmcf-pid="PHQqcpHlhL" dmcf-ptype="general">대구경북과학기술원(DGIST, 총장 이건우) 에너지공학과 인수일 교수 연구팀이 미국 캘리포니아 공과대(Caltech) 윌리엄 고다드(William A. Goddard III) 교수 연구팀과 공동으로 태양광을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 연료인 ‘메탄’으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발하고 그 작동 원리를 규명했다.</p> <p contents-hash="5890b707d02b3e3eb595ed13b0e9c556cdd4cf96dad6cba128e762ad883b744e" dmcf-pid="QXxBkUXSTn" dmcf-ptype="general">이산화탄소는 대표적 온실가스로 기후변화의 주요 원인으로 지적되고 있다. 이를 효과적으로 줄이는 기술 개발은 전 세계적으로 중요한 과제로 꼽힌다. 연구팀이 주목한 ‘광촉매’ 기술은 태양광 에너지를 이용해 이산화탄소를 연료로 바꾸는 일종의 ‘인공 광합성’ 기술이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="825906f9bdb9c2abc54d351ebccd6b9da72a0f4835907e4fa81cd3b898343450" dmcf-pid="xZMbEuZvhi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 A-TiO2/Ag2S NWs 촉매의 모형과 이산화탄소 전환의 모식도. 비정질(Amorphous) 이산화티타늄(왼쪽)을 결합한 황화은 나노와이어(오른쪽)와 개발한 촉매의 작동 모식도로 태양 빛을 이용해 이산화탄소를 메탄으로 전환한다. [사진=DGIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/14/inews24/20251114095652127lrkr.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="4VJVmBFYCa" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/14/inews24/20251114095652127lrkr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구팀이 개발한 A-TiO2/Ag2S NWs 촉매의 모형과 이산화탄소 전환의 모식도. 비정질(Amorphous) 이산화티타늄(왼쪽)을 결합한 황화은 나노와이어(오른쪽)와 개발한 촉매의 작동 모식도로 태양 빛을 이용해 이산화탄소를 메탄으로 전환한다. [사진=DGIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="87c8a377e705be98fcf58aaa424280c40d62fb1913b9b3da52af38adf197e44d" dmcf-pid="yiWrzciPvJ" dmcf-ptype="general">탄소 중립 실현과 친환경 에너지 생산에 이바지할 수 있어 많은 관심을 받아 왔다.</p> <p contents-hash="94b88dcef3edebd4300ef579df44360485e6d410211aecd6c90c946c2d00c610" dmcf-pid="WnYmqknQTd" dmcf-ptype="general">연구팀은 가시광선과 근적외선을 잘 흡수하는 ‘황화은(Ag₂S)’과 광촉매 소재로 널리 사용되는 ‘이산화티타늄(TiO₂)’을 결합해 전자가 자연계의 광합성과 비슷한 경로(Z-스킴)를 통해 효과적으로 이동할 수 있도록 하는 새로운 구조를 고안했다. 이를 통해 빛 에너지의 활용 효율이 크게 향상됐다.</p> <p contents-hash="0c72e737d1126e5806b4af0b211d78048dc1e520f387de658e8e300fa3ed7ae3" dmcf-pid="YLGsBELxSe" dmcf-ptype="general">기존 연구에서는 소재가 지나치게 규칙적 결정질 상태에 머물러 이산화탄소가 실제로 반응할 수 있는 ‘활성점’이 부족하다는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="93a59ee8c52ae1b44be07cdf1c500581408cb4ebd16e8dbf6a08a285ad328167" dmcf-pid="GTfpg1TsTR" dmcf-ptype="general">DGIST-Caltech 공동연구팀은 소재 내부에 의도적으로 ‘결함’을 도입하는 전략을 택해 구조가 불규칙한 비정질(Amorphous) 이산화티타늄을 활용해 티타늄 3가(Ti³⁺) 활성점을 풍부하게 만들었다.</p> <p contents-hash="b3f7e6b3ef0feb364d3e0e0b67722b5187f3e7773eabcbf1adcce58727e813a2" dmcf-pid="Hy4UatyOCM" dmcf-ptype="general">동시에 원자 비율이 완전히 일치하지 않도록 설계된 비화학량론적(Non-stoichiometric) 황화은 나노와이어를 결합함으로써 강한 내부 전기장을 형성, 전하 분리와 반응 효율을 획기적으로 높이는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="945dce52a122c639ebd87fde237172eed2eef35816d5cf17d97fb868687372af" dmcf-pid="XW8uNFWIWx" dmcf-ptype="general">그 결과 새로 개발된 광촉매는 집광형 반응기 환경에서 메탄 생산량이 30.31μmol/g에 도달했다. 이는 일반적 조건 대비 약 5배 향상된 성능이다. 이번 연구는 ‘결함’이 단순한 구조적 한계가 아니라 오히려 촉매 성능을 높이는 핵심 요소가 될 수 있음을 과학적으로 입증했다는 점에서 의의가 크다.</p> <p contents-hash="186c81112cabdc69c5ec97e1c2a027bc6ca5dcc9aa2bd2c9afe892a2702019c5" dmcf-pid="ZY67j3YCCQ" dmcf-ptype="general">인수일 교수는 “이번 연구는 촉매의 효율을 결정짓는 ‘활성점’을 설계하고 제어할 수 있다는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “앞으로 이산화탄소를 가치 있는 연료로 전환하는 탄소 자원화 기술의 실용화를 앞당기는데 이바지할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="f16ecf0cba9cebde544c6ed6bd1b3874fb1f82ee3cca1d291c79e66e942d1ad1" dmcf-pid="5GPzA0GhCP" dmcf-ptype="general">이어 “실험 연구와 양자역학 계산을 결합해 이산화탄소가 메탄으로 전환되는 과정을 원자 수준에서 규명했다는 점도 중요한 성과”라고 설명했다.</p> <p contents-hash="4993a329a348eddabea738159aad8882ced2372c304c0a1ab882fcb8304b0672" dmcf-pid="1HQqcpHlh6" dmcf-ptype="general">연구 결과(논문명: Defect-Driven Dynamics in Gas-Phase Photocatalytic CO2 Conversion to Solar Fuels Using Ti3+/Ti4+ Containing TiO2 and Nonstoichiometric Ag2S Nanowires)는 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제 학술지 ‘ACS Catalysis’에 실렸다.</p> <address contents-hash="73ee2d098388ae08c7e9a548b165801a4f2fd656c7e4929e3a5cec2c2021ac5f" dmcf-pid="tXxBkUXSv8" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "40년 전 역대급 비주얼"…김혜수, 중학생 시절 미모 공개에 팬들 '말도 안 돼' 11-14 다음 핸드볼 H리그 내일 개막…청주 SK호크스 “이제는 우승” 11-14 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
