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빛에 의해 유발되는 PSII의 전자이동 과정과 관련된 인공 광합성 장치

전문가 제언: ○ 제한된 자원인 화석자원의 고갈, 에너지 소비증가에 따른 대기 중의 이산화탄소의 증가에 기인하는 지구온난화 등은 현재 인류사회가 당면한 가장 중요한 문제로써, 재생이 가능하여 지속적이 공급이 가능한 새로운 에너지를 개발이 인류가 새로운 세기를 맞아 해결해야 할 최대 과제가 되었다.

○ 태양에너지는 재생 가능하고 무한이라고 생각되는 자원으로 현재 지구상의 모든 식물들이 낮은 에너지의 이산화탄소로부터 높은 에너지의 탄수화물을 만들고 있다. 이러한 광합성 과정을 모방하여 식물의 기관에서 행해지는 생명활동인 빛의 흡수와 빛에너지를 일련의 에너지 및 전자이동을 경유하여 물을 산화시키므로 이로부터 고에너지용 연료인 수소를 생산하려는 노력이 진행되어 왔다.

○ 인공 광합성 장치는 자연에서 진행되고 있는 광합성을 모방하여 빛의 흡수, 촉매와 에너지 전환을 통하여 물을 산화시키고 이로부터 활성이 낮은 이산화탄소로부터 고에너지의 수소를 제조하거나 환원 탄소재료를 생산하는 것을 목적으로 하는 연구 활동의 하나이다.

○ 이 기술은 지난 20년간 빛에 의해 유기된 하전의 분리, 발색단이 흡수하여 생성된 전자를 촉매자리로 이동, 화학 또는 전기화학적 방법에 의한 물의 산화 등에 대한 기술로 발전하여 왔으나 이들 과정들을 촉매자리를 중심으로 조합하여 성공에 이른 인공 광합성 장치는 아직 실현화 되지 못하고 있다.

○ 본고에서는 현재의 시점에서 인공광합성 장치 개발에 관련되어 시행된 다양한 방법과 앞으로의 발전 전망에 대해 소개하고 있어서 에너지 관계 연구 종사자는 물론 모든 화학도 들에게 꿈을 줄 수 있는 자료를 제공하고 있다.

저자: Christian Herrero, Benedikt Lassalle-Kaiser, Winfried Leibl, A. William Rutherford, Ally Aukauloo
자료유형: 학술정보