테크노트 DGIST, 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 고효율 광촉매 개발

DGIST 에너지공학과 인수일 교수 연구팀이 미국 캘리포니아 공과대학교(Caltech) 윌리엄 고다드 교수 연구팀과 공동으로 태양광을 이용해 이산화탄소를 고부가가치 연료인 메탄으로 전환할 수 있는 고효율 광촉매를 개발하고 작동 원리를 규명했다. 이산화탄소는 대표적인 온실가스로 기후변화의 주요 원인으로 지적되고 있으며, 이를 효과적으로 줄이는 기술 개발은 전 세계적인 과제로 꼽힌다. 연구팀이 주목한 광촉매 기술은 태양광 에너지를 이용해 이산화탄소를 연료로 바꾸는 인공 광합성 기술로, 탄소 중립 실현과 친환경 에너지 생산에 기여할 수 있는 분야다. 연구팀은 가시광선과 근적외선을 잘 흡수하는 황화은(Ag₂S)과 광촉매 소재로 널리 사용되는 이산화티타늄(TiO₂)을 결합해 전자가 자연계의 광합성과 유사한 Z-스킴 경로로 효과적으로 이동할 수 있는 구조를 고안했다. 이를 통해 빛 에너지 활용 효율이 크게 향상됐다. 기존 연구에서는 소재가 지나치게 규칙적인 결정질 구조에 머물러 이산화탄소가 실제 반응할 수 있는 활성점이 부족한 한계가 있었다. 이에 DGIST-Caltech 공동 연구팀은 소재 내부에 의도적으로 결함을 도입해 구조가 불규칙한 비정질 이산화티타늄을 적용해

• 이창현 기자
• 2025-11-14 13:53