KAIST 박찬범 교수팀, 인공광합성 기술 개발

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 박찬범 교수팀이 나노소재를 이용해 자연계의 광합성을 모방한 인공광합성 시스템 개발에 성공했다고 23일 발표했다.

연구팀은 태양에너지로 각종 정밀의약품을 생산하는 친환경 녹색생물공정 개발에 이번에 개발한 인공광합성 기술이 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

보통 식물과 같은 자연계의 광합성 생물체들은 태양에너지를 이용해 환원력을 재생해 보조인자(cofactor)라는 형태로 저장한다. 보조인자는 빛이 없을 때 캘빈 사이클(calvin cycle)을 통해 생존에 필요한 탄수화물 등 각종 화학물질을 합성하는 데 이용된다.

박 교수팀은 이런 자연광합성 시스템을 모방해 자연계의 광반응 대신 태양전지 등에서 사용되는 나노미터 크기의 광감응소재로 빛에너지를 전기에너지로 효율적으로 전환, 이를 이용해 보조인자를 재생했다.

또 자연계의 복잡한 캘빈 사이클 대신 산화환원 효소반응을 보조인자 재생에 연결시켜 빛에너지로부터 시작해 최종적으로 정밀화학물질 생산이 가능한 반응시스템을 개발했다.

박 교수는 "이번에 개발된 인공광합성기술은 에너지원으로 무한한 태양광을 사용한다는 장점 때문에 그 파급효과가 매우 클 것"이라고 말했다.

관련 연구결과는 독일에서 발간되는 나노분야 국제저명학술지 '스몰'지 23일자 온라인판에 게재됐으며, 최근 특허출원이 완료됐다.

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