국내 연구진이 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 바다에 녹여 친환경적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다. CO₂는 지구온난화의 주범인 온실가스 중 하나로 이 기술이 상용화할 경우 온실가스 배출원이 아닌 대기에 쌓인 온실가스를 직접 제거하는 데 기여할 것으로 전망된다.
포스텍(POSTECH·포항공대)은 생명과학과 황인환·김민성 교수, 마두 쿠마리 박사후연구원 연구팀이 포스텍 창업보육센터 입주기업 ㈜바이오컴과의 공동연구를 통해 대기에 포함된 CO₂를 바다에 녹이고 바닷속 금속이온과 탄산염 형성을 유도해 대기로부터 제거하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.
연구진은 CO₂를 물에 녹여 탄산(H2CO3)으로 변화시키는 탄산무수화효소(CA)에 주목했다. CA는 효율적인 CO₂ 제거 수단으로 각광받고 있지만 온도나 염분 변화에 쉽게 불안정해진다는 단점이 있다.
연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 설계 기술을 기반으로 서로 다른 특성을 지닌 효소를 결합해 새로운 효소를 만드는 기술을 개발했다. 연구진이 개발한 효소는 CO₂ 제거 성능이 기존보다 10% 향상됐고 영상 100도 고온에서도 24시간 동안 효율이 80% 이상 유지되는 것으로 나타났다.
연구팀은 염분 내성이 강화된 CA를 사용해 대기 중 CO₂를 바닷물에 녹이고 CO₂가 바닷물 속 칼슘?마그네슘 이온과 결합해 탄산염을 형성하도록 수소이온농도지수(pH)를 조절하는 기술을 구현했다.
그 결과 공기 중에서 바다로 이동한 CO₂는 다시 대기로 방출되지 않고 바다에 머물렀다.
황인환 교수는 “이번 연구의 핵심은 생체 촉매인 CA를 활용해 축적된 이산화탄소를 친환경적인 방식으로 제거할 수 있다는 것”이라며 “이번 기술이 대기 중 이산화탄소 농도를 낮추는 데 실질적으로 기여하길 바란다”고 말했다.
류봉열 ㈜바이오컴 대표는 “후속 연구를 통해 효율이 향상되고 규모가 훨씬 큰 장치를 개발한다면 대기로부터 많은 양의 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구결과는 환경 분야 국제학술지 ‘이산화탄소 활용저널’ 온라인판에 최근 게재됐다.