아주대 “태양광 활용, 고부가가치 화합물 제조”

[이데일리 신하영 기자] 국내 연구진이 태양광을 활용해 고부가가치 화합물을 제조하는 친환경 기술을 개발했다.

사진=아주대 제공

아주대는 박은덕(사진) 화학공학과 교수팀이 이러한 연구성과를 거뒀다고 4일 밝혔다. 이번 연구에는 아주대 채상윤 박사후 연구원과 아딜 메흐무드(Adeel Mehmood) 대학원 에너지시스템학과 박사과정생이 제1저자로 참여했으며 박 교수가 교신저자를 맡았다. 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업 등의 지원을 받아 수행했다.

화학 산업에서는 지속가능하며 친환경적 방식으로 고부가가치 화합물을 만드는 방식이 주목받고 있다. 석유화학·철강 산업 등에 쓰이는 화합물을 제조하는 공정에서 온실가스나 유해물질이 발생하기 때문. 특히 화학 공정에서는 탄소·수소의 결합을 활성화하는 반응이 중요한데 이를 위해서는 유독가스나 유기용매를 사용해야 하는 문제가 있다.

이런 문제를 해결하려면 태양광을 비롯한 재생에너지를 사용해 화합물을 만드는 방법이 이상적이다. 광전기 화학전지 시스템을 이용하면 태양광을 화학에너지로 바꿀 수 있고, 이 에너지를 이용해 유기물의 탄소·수소 결합을 활성화하면 고부가가치 화합물로 만들 수 있다. 동시에 수소 생산도 가능하다.

종전까지는 탄소·수소 결합의 할로겐화 반응을 이용하는 방식이 주로 쓰였다. 하지만 이 방식은 고가의 할로겐 유기화합물을 사용해야 하는 데다 반응물의 과산화와 낮은 용해도가 한계로 지적됐다.

아주대 연구팀은 이를 해결하기 위해 할로겐 원소와 반응물을 별도의 전해질로 분리하는 방법을 고안해냈다. 덕분에 부반응을 차단하면서 많은 양의 화합물을 생성시킬 수 있었다. 박은덕 교수는 “유독한 할로겐 가스의 사용을 피하고 태양광을 활용해 환경친화적 방식으로 여러 유기물의 탄소·수소 결합을 활성화, 부가가치가 높은 화합물을 생성하는 기술”이라며 “그와 동시에 청정에너지인 수소를 함께 생산하는 시스템이라는 점에서 중요한 의미를 가진다”라고 설명했다.

박 교수는 이어 “태양광을 이용해 할로겐을 시스템 내에서 자체 생산함으로써 환경과 인체에 미치는 부정적 영향을 최소화하고 에너지 저감에 기여할 수 있을 것”이라며 “할로겐 원소와 반응물을 분리 반응시킴으로써 부산물 생성을 차단하고 더 효율적인 화학반응을 가능하게 할 수 있어 고부가가치 화합물의 친환경적 생산에 새로운 길을 제시할 것으로 기대한다”라고 덧붙였다.