[에듀인뉴스=한치원 기자] 이화여자대학교 화학·나노과학전공 김진흥 교수 연구팀이 온난화 주범 이산화탄소를 개미산으로 선택적 광전환하는 새로운 구조의 니켈광촉매를 개발해 저명한 국제학술지 <Journal of the American Chemical Society>(IF=14.612)에 발표했다. 

최근 정부가 2050년 탄소중립 목표를 선언함에 따라 탄소 감축 관련 기술 개발에 대한 요구가 더욱 높아진 가운데, 이화여대 연구팀의 이번 연구 결과는 향후 온실가스 감축을 위한 광촉매 시스템 개발에 중요한 토대를 제공할 연구로 주목받고 있다.

광촉매 개발의 중요한 요소로 꼽히는 이산화탄소 전환속도와 전환효율 면에서도 세계 최고 기록을 보여주면서 저널 표지로 선정될 정도로 연구 우수성을 인정받았다. 

김진흥 교수는 지구상에 많이 존재하는 코발트와 니켈 금속을 이용한 이산화탄소 전환 광촉매 연구를 진행해왔으며, 이번 연구에서 니켈 금속의 새로운 광촉매 시스템 개발에 성공했다.

또 가시광선을 조사(irradiation)해 실내 온도와 대기압 상태에서 이산화탄소를 고효율로 전환하는 데 성공했다. 이화여대 연구팀이 개발한 니켈 촉매는 기존에 세계 최고 효율의 촉매로 알려져 있던 일본의 루테늄 촉매와 비교할 때 비귀금속을 사용해 친환경적인 데다 반응 효율이 30% 향상되고, 비용 면에서도 30배 이상 저렴한 것으로 나타났다.

이산화탄소 전환의 결과물도 기존에는 일산화탄소, 개미산, 수소 등을 포함한 혼합물질들이었는데, 개발한 광촉매 시스템에서는 순도 100%의 개미산만 얻는 결과를 도출하여 세계 최초의 성과로 기록됐다.

이번 광촉매 시스템의 개발은 비귀금속을 이용한 친환경 광촉매와 태양광을 활용해 이산화탄소를 유용한 탄소 자원으로 고효율로 변환할 수 있는 가능성을 보여 주었으며, 이는 향후 온실가스 감축을 위한 기술 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 이 기술이 상용화되면 대기 이산화탄소 농도 상승을 억제하는 데 도움을 주고, 고갈될 화석 자원을 대체할 수 있는 대안의 하나가 될 것으로 예상된다. 
 
김진흥 교수는 “이번 연구는 지구상에 많이 존재하는 금속재료들을 이용하고, 에너지원으로 태양광을 사용한 고효율 이산화탄소 선택적 전환을 세계 최초로 선보인 것으로, 후속연구를 통해 광촉매 기능을 더욱 향상시켜 고효율의 인공 광합성 시스템으로 개발할 것”이라고 말했다.

본 연구는 한국연구재단이 주관하는 기후변화대응기술개발연구인 ‘탄소자원화사업단(단장 화학연구원 전기원 박사)’과 ‘SRC 선도연구센터사업’의 지원을 받아 수행됐다. 특히, 김진흥 교수 연구팀은 이화여대 화학·나노과학전공 소속 연구진과 협력해 세계 최초, 최고의 성과를 도출하며 과학이화의 역량을 입증했다.