이석원 기자
케임브리지대학 연구팀이 물과 태양광 힘을 빌려 에너지를 생산하는 인공 잎을 개발했다. 태양광으로 에너지를 삼는 잎 모양 태양광 패널로 생각할 수 있지만 이런 단순한 건 아니다. 태양 전지 패널이 태양 에너지를 이용해 전기를 만드는 반면 인공 잎은 태양광을 이용해 화학 반응을 일으켜 액체 연료에 필요한 성분을 만들어낸다. 여기에서 태양전지 일종인 페로브스카이트에서 만들어진 2종류 연료전지를 이용해 합성가스를 생성한다.
합성가스는 수소와 일산화탄소 혼합이며 산업 공정에서 필수적이다. 또 그대로 연료로 사용할 수 있어 비행기나 자동차에 활용도 기대되고 있다. 다만 합성가스 자체가 화석연료로 만들어져 온실가스 문제가 있다. 여기까지 오면 인공잎 장점이 보인다. 인공잎이라면 화석연료 문제점을 해소하며 합성가스를 만들 수 있다는 것이다.
연구팀은 이번에 개발한 인공잎도 자연 잎과 기본은 같은 구조라며 다만 만드는 건 전분이 아니라 이용 가치가 높은 화학물질이라고 설명하고 있다. 연구팀은 실제로 2019년 이 잎 시스템을 개발했지만 당시에는 태양광으로부터 합성가스 성분 생성은 가능했지만 잎이 너무 크고 무거워 설치나 생성할 수 있는 위치 조건에 제한이 있었다.
인공잎 프로토타입은 복잡한 구조이며 실험실 수준 소규모에서만 연료를 생산할 수 있는 게 대부분이다. 여기에서 잎 구조를 다시 디자인해 실용화를 시야에 두고 대규모로 제조할 수 있는 구조, 소재로 만들도록 했다. 빛을 흡수하는 부분을 얇고 유연성 있는 것으로 해 경량화한 것. 인공잎은 물에 뜨는 것까지 가능하게 됐다.
인공잎은 그럼에도 아직까지 프로토타입 단계에 불과하고 실용화하기 위해선 테스트해야 할 일이 많다. 그럼에도 이번 프로토타입은 큰 가능성을 보였다는 설명이다. 인공잎으로 호수와 강을 에너지 공장으로 만들 수 있다면 경량이어서 배송이나 조립도 비교적 쉬워 에너지팜 분산이 가능할 것으로 기대하고 있다. 연구팀 논문은 학술지 네이처에 공개되어 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
