이산화탄소를 100배 더 빨리 포집하는 '인공 나뭇잎'

나뭇잎의 광합성 작용을 모방한 '인공 나뭇잎' 탄생!

우리가 다 아는 것처럼 나뭇잎은 광합성 작용으로 공기 중의 이산화탄소를 흡수해 산소를 배출한다. 따라서 지구가 더욱 건강한 환경을 유지하기 위해서는 숲을 더 잘 관리해야 한다. 

물론 숲을 잘 관리하는 것뿐만 아니라 이산화탄소 배출도 줄여야 한다. 지금 전 세계가 탄소 배출을 관리하고 재생에너지 사용률을 높이고자 하는 이유가 바로 여기에 있다. 

최근 미국 시카고 일리노이 대학교 'Amin Salehi-Khojin' 교수팀은 공기 중의 이산화탄소를 빠르게 포집할 수 있는 이른바 '인공 나뭇잎'을 개발해 화제다. 물론 국내외 과학자들도 몇 해 전부터 나뭇잎의 광합성 과정을 모방한 '인공 잎' 기술을 개발한 바 있다. 

그러나 이번에 일리노이 대학에서 공개한 기술은 기존 이산화탄소 포집 기술보다 100배 이상 빠르게 이산화탄소를 흡수할 수 있다는 게 강점이다. 

또한 실제 나뭇잎이 광합성 작용으로 산소와 녹말이라는 새로운 에너지원을 만들어내는 것처럼 이 '인공 나뭇잎'도 태양 에너지를 이용하여 액체 연료로 사용될 수 있는 '탄화수소'를 만들어낸다. 

공기 중의 이산화탄소를 없애고, 새로운 연료까지... 

연구진은 "이 나뭇잎은 전구를 밝힐 수 있는 작은 에너지만으로도 작동할 수 있으며, 태양 에너지를 새로운 형태의 액체 연료로 변환시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이 과정에서 공기 중의 이산화탄소까지 없애는 매우 혁신적인 기술이다"고 소개하고 있다. 

인공 나뭇잎이 CO2를 흡수해 새로운 에너지를 만들어내는 과정은 식물의 광합성 과정과 유사하다. 금속 촉매를 이용해 태양의 녹색 빛을 흡수하고 CO2와 물이 화학반응을 일으켜 중탄산염 이온이 생성된 후 '탄화수소'가 만들어진다.  

연구진은 인공 나뭇잎이 CO2를 포집하는데 1톤당 약 145달러(약 17만원)의 비용이 들 것으로 예상했다. 이는 매우 긍정적인 신호가 아닐 수 없다. 친환경 기술을 이용해 새로운 재생 에너지를 만들어내는 비용을 더 낮출 수 있고, 10년 안에 화석 연료와 경쟁할 수 있는 수준을 기대할 수 있기 때문이다. 

앞으로 연구진은 촉매를 조절해 화학 반응의 효율을 더욱 높혀 실제 상용화 가능성을 끌어올리겠다는 포부를 밝혔다. 앞으로 일리노이 대학교 화학 공학도들의 행보를 계속 주목해보길 바란다.