미래창조과학부(장관 최양희)는 류원형 연세대 교수 연구팀이 아서 그로스만(Arthur Grossman) 미국 스탠포드 대학 식물학자 교수팀과 공동으로 식물세포의 광합성 과정에서 생성된 광합성 전자를 추출하는 나노전극 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다. 

녹색식물이나 생물은 빛을 이용해 양분을 만드는 광합성을 한다. 식물세포는 광합성 작용으로 태양광 에너지를 100%에 가까운 효율로 전기화학적 에너지로 변환시킨다. 

연구팀은 그동안 원자력 현미경에 부착된 나노 전극을 식물세포 안으로 삽입해 광합성 과정 중 전류를 추출하는 연구를 했다. 그러나 대상이 단일 식물세포로 국한돼 얻을 수 있는 전류의 양이 현저히 적었으며 실험 조건이 까다로워 실용화가 어려웠다. 

이곳에 다수의 식물세포를 삽입하면 나노 스케일의 전극 역시 동시에 삽입돼 다수의 식물세포로부터 광합성 전자를 일괄 추출할 수 있다. 연구팀은 실제 녹조류 세포에 이 장치를 적용해 4~5시간 동안 계속 작동하는 것으로 확인했다. 

또 살아있는 세포 자체를 이용해 세포 환경이 그대로 유지돼 추출 과정 중 광합성 기능이 안정적으로 유지될 수 있도록 했다. 더욱이 이번 기술을 활용해 환경 문제로 떠오른 녹조류를 에너지 자원으로 활용할 수 있을 것으로 내다봤다. 

류원형 교수는 "이번에 개발한 시스템은 최근 환경 문제로 대두된 녹조류 세포를 이용한 새로운 개념의 바이오-태양광 에너지 변환 기술"이라며 "새로운 바이오-태양광 하이브리드 에너지 변환 기술로의 발전 가능성도 보여준다"고 밝혔다. 

이번 연구결과는 재료공학 분야의 국제 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)' 14일자에 실렸다.