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우리는 미적 요소를 겸하면서 실내 공기를 정화해주는 아름다운 나뭇잎을 가진 식물들을 인테리어의 한 요소로 사용하기도 하죠!

01▲자연 나뭇잎 사진

그러나 우리가 생각하는 것과 다른 나뭇잎이 또 있습니다. 바로 ‘인공나뭇잎’이죠.

인공 나뭇잎은 대체 무엇일까요? 인공나뭇잎은 마치 광합성을 통해 산소를 발생시키는 자연 나뭇잎처럼 햇빛을 받아 수소 연료를 생산하도록 한 기술입니다. 태양 에너지를 이용하여 친환경적일 뿐만 아니라 수소 생산을 수월하게 하여 말 그대로 누이 좋고 매부 좋고, 도랑치고 가재 잡는 격이죠.

그 외에도 다양한 연료를 생산해내는 인공 나뭇잎도 존재합니다. 전기를 생산하는 인공나뭇잎은 잎에 있는 엽록소가 실제로 태양전지의 역할을 하여 전기를 생산해냅니다. 뿐만 아니라 포름산을 생산하는 플라스틱 인공 나뭇잎도 있습니다. 여기서 포름산은 고무 제품생산, 섬유 염색, 세척제, 향료, 살충제 제조 등을 만드는데 이용되는 화학물질 입니다.

최근 울산과학기술원 이재성 교수님께서 현재 세계에서 가장 고효율, 8% 가량인 인공나뭇잎을 개발하셨습니다. 교수님께서는 인공나뭇잎에 대한 호기심을 해결해주시고자 인터뷰에 응해주셨습니다.

Q. 인공나뭇잎 원리에 대해서 쉽게 설명해주세요.

A. 지구상에 무궁무진한 햇빛으로 물을 분해해 수소와 산소를 얻는 궁극적인 미래 에너지 기술입니다. 물과 이산화탄소, 햇빛으로 광합성을 일으켜 양분을 만드는 나뭇잎의 원리를 모방했다는 데서 ‘인공나뭇잎’이라고 이름을 붙였습니다. 태양빛을 흡수하는 반도체 광촉매 물질을 물과 접촉시켜 수소를 얻는 기술입니다.

Q. 인공나뭇잎은 어떻게 생겼나요?

A. 실제 인공나뭇잎은 식물의 인공나뭇잎과 다르게 생겼습니다.

▲인공 나뭇잎 영상 (출처: 울산과학기술원)

Q. 인공나뭇잎으로 만들어 낼 수 있는 것들이 수소 말고도 어떤 것들이 있을까요?

A. 물에서만 작동하면 수소와 산소가 생성 됩니다. 반면 CO2를 녹인 물을 사용하면 탄소를 포함한 연료물질 (CO, CH4, HCOOH, CH3OH, C2H4 등등)이 생산됩니다.

Q. 인공나뭇잎이 쓰이게 된다면 어디에 쓰일 수 있을까요?

A. 에너지로서 수소의 장점은 태우면 물만 생기기 때문에 분진이나 이산화탄소 등공해 물질이 전혀 생기지 않은 완벽한 청정에너지라는 것입니다. 가장 먼저 활용될 분야는 연료전지 차에 공급할 연료가 될 것입니다. 이렇게 되면 도시 공해 뿐만 아니라 지구온난화 문제도 원천적으로 해결할 수 있습니다.

또 한가지 수소의 중요한 용도는 기존 시설에서 포집한 이산화탄소를 저장 하는 것이 어렵고 비용도 많아 들기 때문에 저장대신에 수소와 반응시켜 친환경연료를 만들어서 탄소자원화 분야에서도 결정적인 기여를 할 것으로 기대 됩니다.

Q. 인공나뭇잎의 전망은 어떻게 되나요?

A. 세계 여러 기관들의 분석에 의하면 햇빛에서 수소로의 전환 효율이 10% 이상이 되어야 실용화될 가능성이 있다고 합니다. 이번에 저희가 8%의 효율을 얻었기 때문에 수년 내에 10% 효율 달성이 가능하리라 봅니다. 그러나 이러한 실험실의 결과가 실용화 되기 까지는 상당한 시간이 필요하므로 우리 생활 속에 수소에너지가 널리 보급되기 까지는 10년 정도의 시간이 더 필요하지 않을까 예측해 봅니다.

인공나뭇잎에 대한 궁금한 점이 풀리셨나요? 나뭇잎이긴 나뭇잎인데 이런 생소한 인공나뭇잎 이야기. 이러한 친환경적 기술 개발은 앞으로도 지구 온난화 및 에너지 자원 고갈 등 환경 문제를 무시할 수 없는 지금 시점에서 큰 발전이 아닐까 싶습니다.

글/사진: 삼성SDS 대학생 기자단 8기 김신비
삼성SDS 대학생 기자단 8기 김신비

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