인공 광합성 이라는 것이 있다고 합니다.

안녕하세요?

광합성이라고 하면 이건 식물이 물과 이산화탄소를 햇빛을 이용해서 포도당으로 전환하는 과정입니다. 그런데 과학동아 2018년 6월호 기사를 보니 이 식물의 전용 기능이라고 생각을 하였는 과합성이라는 것을 인공적으로 할 수  있는 방법이 소개가 되어 있어서, 이를 포스팅 하고자 합니다.

먼저 식물에서 일어나는 광합서에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. 먼저 식물에는 '광계(photosystem)'이라는 단백질이 있는데, 이런 단백질이 II과 I라고 2개가 있다고 합니다. 왜 이런 위 그림에서 묘사된 것과 같은 과정을 거치느냐 하면, 이러한 광합성을 하기 위해서는 물을 수소와 산소로 분해해야 하는데, 이 과정은 막대한 에너지가 소모 된다고 합니다.

그래서 식물 안에서는 이렇게 전자를 광계(photosystem) I과 II를 거쳐서 에너지 준위를 단계적으로 올려서, 빛 에너지를 전기 에너지로 바꾸는데, 이와 같은 과정을 'Z-체계(Z-scheme)'라고 합니다. 이런게 식물에서 일어나는 광합성 과정이라면, 인공 광합성은 어떤 것이냐 하면, 다음의 그림과 같이 Z-체계를 모방했다고 보시면 됩니다.

기사의 내용에 따르면, 광계 II과 I이라는 단백질의 역할을 각각 이산화티타늄과 황화카드늄으로 대체했으며, 이 사이를 금으로 연결해서 '인공 Z-체계'를 만들었다고 합니다. 다만 이 인공 광합성은 현재 '포도당'을 만드는 것은 아니고, '수소의 생산'에 사용이 된다고 합니다. 다만 아직까지는 갈길이 멀어는 보인다는 생각이 들기도 하는 기술이기는 합니다.