인공 광합성 실용화 진전

 일본 주식회사 도요타 중앙연구소 보도 자료(2021년 4월 21일)에 따르면 태양 전지 크기의 장치로 세계 최고 변환 효율 7.2%를 실현하는데 성공하였다고 보도했다.

식물은 태양광, 물, 이산화탄소로부터 탄수화물 등의 물질을 (광합성)합성한다, 이것을 인위적으로 하는 것이 '인공 광합성'이다. 태양광 에너지를 물질의 화학 에너지로 변환해 저장하는 것을 가능케 하는 기술이며, 에너지 문제나 지구 온난화 문제의 해결에 공헌할 수 있을 것으로 기대된다.

일본 도요타 중앙연구소는 태양 전지 패널과 같은 정도의 실용적인 크기(한 변 36cm의 정사각형)으로 개미산을 합성할 수 있는 인공 광합성 장치를 개발했다. 에너지 변환 효율은 이 등급에서는 세계 최고인 7.2%라고 한다. 

장치는 이산화탄소를 함유한 수용액과, 독자적으로 개발한 촉매를 포함한 전극, 그리고 태양 전지를 조합한 것이다. 태양 전지로 발전하면서 하나의 전극에서 물을 전기 분해하고 또 하나의 전극에서 수소 이온과 이산화탄소로부터 개미산을 합성한다. 공장 등에서 배출되는 농도 높은 이산화탄소를 회수해 이용하는 것을 상정한다. 

개미산은 상온에서 액체인 물질이다. 근년에는 수소 공급원(캐리어) 후보로 주목되며, 개미산에서 수소를 합성해 에너지로 이용하는 일이 검토되고 있다. 또 개미산을 연료로 하는 개미산 연료 전지' 연구도 진행 중이다. 이 연구소에서는 장치를 더 대형화하고 변환 효율을 높여 실용화를 도모할 예정이다.

출처: 뉴턴 2021.08