이화여대 연구팀, 차세대 인공광합성 위한 광촉매 개발

[이데일리 김응열 기자] 이화여대는 화학·나노과학과의 김진흥 교수 연구팀이 태양광을 활용해 이산화탄소를 친환경 연료와 산업 소재로 전환할 수 있는 인공광합성 광촉매 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

(왼쪽부터)이화여대의 수빅 마이티 박사후연구원과 김진흥 화학·나노과학과 교수, 아티파 아시라프 학생. (사진=이화여대)

김 교수 연구팀은 태양광으로 생명 반응에 필수적인 보조인자 NADH(환원형 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드)를 재생하고 이를 NADH 의존성 효소와 결합했다. 이로써 이산화탄소를 고부가 화합물인 포름산(formate)으로 선택적으로 전환하는 기술을 구현했다. 연구팀은 이를 토대로 로듐(Rh) 복합체 기반 광촉매를 개발했다.

이번에 개발한 광촉매는 기존 기술보다 효율성이 더 뛰어나다. 이산화탄소를 포름산으로 전환할 때의 전환율도 최대 4만2000 TON(Turnover Number)으로 세계 최고 수준이다.

빛을 활용한 NADH 재생과 이산화탄소 전환 기술은 의약품과 정밀화학, 친환경 연료 산업 등 다양한 분야에서 사업화할 가능성이 있다. 특히 태양광 기반 인공광합성 시스템을 통해 이산화탄소 저감과 탄소중립 실현에 기여할 수 있다.

김 교수는 “이번 연구는 기후변화 대응과 미래 산업 창출에 기여할 수 있는 혁신적 전환점”이라며 “저가 원료에서 고부가 제품을 생산할 수 있는 지속가능한 기술 플랫폼으로 확장될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 BK21 첨단바이오소재 인재양성 교육연구단과 선도연구센터(SRC) 후속연구의 지원으로 수행됐다. 김 교수 지도 아래 박사과정 대학원생인 페가 타바콜리 파드(Pegah Tavakoli Fard), 아티파 아시라프(Atifa Ashraf), 아비다 바툴(Abida Batool), 장하윤 학생과 수빅 마이티(Souvik Maity) 박사후연구원이 참여했다.