[알파경제=(고베) 우소연 특파원] 니혼게이자이신문(닛케이)에 따르면 신슈대학교는 2025년도 나가노현 이다시에 세계 최대 규모의 인공 광합성 실증시설을 구축하고, 탈탄소에 기여할 수 있는 수소를 저렴하게 대량으로 생산하는 기술 개발에 나선다.

인공 광합성은 식물의 광합성을 모방해 물과 이산화탄소에서 에너지와 화학 원료를 생성하는 기술이다.

이 기술은 지난 1967년 후지시마 아키라 현 도쿄이과대 명예교수가 산화티타늄에 빛을 비추면 물이 산소와 수소로 분해되는 '혼다·후지시마 효과'를 발견한 이후 활발히 연구되어 왔다.

광촉매를 사용해 효율적으로 수소를 만들면 이를 에너지원이나 화학 원료로 활용할 수 있다. 특히, 수소는 연소 시 물만 발생하기 때문에 친환경 에너지로 주목받고 있다.

태양광을 활용한 또 다른 방법으로 태양전지 전기로 물을 분해하는 방식도 있으나 비용과 에너지 손실 문제를 안고 있다.

반면, 광촉매는 저렴하며 대규모 확장이 용이하다는 장점이 있다. 도멘 교수는 티탄산 스트론튬 분말을 사용하여 물을 분해하는 연구를 진행해왔으며, 최근에는 이를 시트 형태로 만들어 패널에 넣어 실험 중이다.

현재 빛 에너지를 수소로 변환하는 효율은 약 1%지만, 두 종류의 촉매를 연결하여 4%까지 끌어올리는 연구가 진행 중이다. 생산된 수소는 나가노현과 이다시와 협력해 버스 연료 등으로 활용될 예정이다.

또한 간사이가쿠인대 하시모토 히데키 교수 팀은 식물 유래 색소로 세균의 광합성 효율을 높이는 데 성공했다. 

 

세균의 색소 전달 효율이 기존 약 30%에서 80%로 향상됐으며, 이는 향후 광촉매와 결합하여 더 높은 효율성을 기대할 수 있다고 밝혔다.

NTT 역시 질화 갈륨(GaN)을 광촉매로 사용해 CO2와 반응시키는 시스템을 개발했으며, 이는 현재까지 가장 긴 시간인 350시간 동안 화학 원료를 지속적으로 생산할 수 있었다고 전했다.

그러나 국제에너지기구(IEA)에 따르면 현재 인공광합성 기술로 생성된 수소는 여전히 비용 면에서 경쟁력이 낮다.

일본은 해당 분야에서 세계 선두 위치를 점하고 있으며, 혼다·후지시마 효과 발견 이후 많은 연구자들이 관련 연구에 매진해왔다.

실용화를 위한 조속한 길 마련이 필요하다는 전문가들의 의견이 제기되고 있다.

 

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