대기 중 이산화탄소로 망가져가는 해양을 살릴 수 있는 기술들

[이미지 촬영=대한민국청소년기자단 이지민 대학생기자]

지구 온난화 현상 중 하나인 해양산성화는 약알칼리성의 바닷물의 pH가 낮아지는 현상을 말한다. 이 현상은 특히 골격이 탄산칼슘으로 이루어진 해양 생물들에 큰 위협을 끼친다. 뿐만 아니라 저주파 음파의 흡수율을 감소시켜 해양생물 간의 의사소통을 방해하기도 한다. 이러한 해양산성화를 가속하는 원인 중 하나는 이산화탄소로 뽑히는데 이를 줄이기 위한 4가지 해결책이 주목받고 있다. 

첫 번째로는 전기화학적 이산화탄소 환원 기술(eCO2 RR)이다. 이 기술은 이름 그대로 대기 중 이산화탄소를 포집한 후 전기화학적 방법을 통해 탄소를 포함하는 유용한 물질로 변화시키는 것이다. eCO2 RR 기술은 CO2 감소와 메탄올을 생성한다는 측면에서 실용적이지만 더 많은 에너지를 소비한다는 점에서 비실용적이다.

두 번째로는 해양 산성화를 완화하기 위한 장기 전략으로 환원제를 추가하는 방안이다. 환원제를 추가함으로써, 대기 중 이산화탄소 농도를 완화하고 해양 pH 균형을 유지해 알칼리도를 설정하는 것이다. 환원제를 추가하는 방법은 다른 기술과 다르게 결과가 나오기까지 많은 시간이 소요된다는 점에서 발전이 필요하다.

세 번째로는 광 변환 시스템이다. 이 시스템을 통해서 대기 중 이산화탄소를 메탄과 같은 합성물을 만들 수 있다. 보통 블루타이타니아(Blue–Titania)와 그래핀이 광촉매로써 사용된다. 그래핀(graphene)은 탄소 중 하나이며 흑연으로 만들어진 벌집 구조를 하고 있어 전자 투과율이 높고 전자와 정공의 재결합을 방지해준다. 따라서 그래핀에서의 전자 움직임이 활발하여, 태양열 흡수량이 증가하게 된다. 그럴 뿐만 아니라 환원된 이산화타이타늄 중 하나인 블루 타이타니아와의 결합을 통해 선택적으로 이산화탄소를 메탄과 에탄으로 전환할 수 있다. 하지만 많은 양을 다루기엔 적합하지 않다. 

마지막으로는, 변형된 E.coli 박테리아를 사용하는 것이다. 일반 박테리아와 다르게 변형된 이 박테리아는 이산화탄소를 탄소 원으로 전환할 수 있는 독립 영양성 시스템을 포함하고 있어 대기 중 이산화탄소를 자가 영양분으로 변경할 수 있다. 아직 시스템이 완전하지 않지만, 박테리아를 변형하는 과정이 간단하다는 점과 다른 생화학적 생산을 위한 원료가 될 수 있다는 점에서 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위한 해결책으로 주목받고 있다.

이처럼 해양산성화를 해결하기 위한 다양한 해결방안이 생겨나고 있지만, 완벽한 개발이 이루어지지 않았기 때문에 일상생활에서의 지구온난화를 줄이기 위한 움직임이 필요하다. 

[대한민국청소년기자단 IT·과학부=1기 대학생기자 이지민]