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  물에 빛을 쪼이면 '수소'된다…기존보다 33배 ...
  
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작성일 : 2019-04-23     조회 : 12  
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IBS 나노입자연구단, 23일 네이처 머터리얼스 게재물과 메탄올을 섞은 반응물에 개발된 '단원자 구리/이산화티타늄 촉매'를 넣고 빛을 가하면 수소가 생성된다. 사진 속 기포는 수소가 활발히 생성되고 있음을 보여준다.(IBS 제공)© 뉴스1
(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 물에 빛을 쪼여 수소를 분해할 수 있는 '광(光)촉매'의 효율을 33배나 높인 새로운 촉매를 개발했다. 기존 기술보다 뛰어난 수소 생산율을 보이면서도 가격은 보다 저렴하고 분해과정도 환경에 유해하지 않아, 차세대 에너지원으로 꼽히는 수소를 안정적으로 공급하는 데 활용될 수 있을 전망이다.

과학기술정보통신부는 현택환 기초과학연구원(IBS) 나노입자연단장 연구팀·남기태 서울대 재료공학부 교수 연구팀이 효소와 유사한 불균일촉매인 '단원자 구리·이산화티타늄 촉매'를 세계 최초로 개발했다고 23일 밝혔다.

이 촉매를 물에 넣고 빛을 쪼이면 기존 촉매보다 빛 에너지의 40% 이상을 수소전환 반응에 사용한다. 이는 기존 순수 이산화티타늄보다 33배 향상된 수소 생산 능력이다.

특히 새로 개발한 촉매는 값싼 구리와 티타늄을 사용하기 때문에 원재료 비용은 거의 들지 않을만큼 저렴하면서도 기존에 값비싼 백금과 이산화티타늄 광촉매를 사용했을때보다 1.5배 뛰어난 성능을 보인다.

이처럼 효율이 높고 저렴한 촉매를 연구진이 만들 수 있었던 이유는 '균일촉매'와 '불균일촉매'의 장점만을 취합해 새로운 촉매를 만들었기 때문이다.

균일촉매는 촉매·반응물·생성물이 모두 다 용매에 녹아있어 효율이 높으나 생산단가가 비싸고, 재활용이 어려워 친환경적이지 못하다는 단점이 있다. 반면 고체형태의 불균일촉매는 생산비용이 싸고 재활용이 가능하지만 효율이 낮다는 한계가 있다.

연구진은 이의 장점만 결합하기 위해 생명체 속 '효소'(enzyme)의 작동원리를 적용해 분자구조로 변환해 촉매를 구성했다.

효소는 수천만년에 걸쳐 자연적으로 발전한 촉매로, 생체 내에서 산화와 환원 반응을 통해 주변 단백질과 전자를 주고 받으며 상호작용한다. 이때 자신의 구조를 유연하게 바꾸면서 특정 단백질에 선택적으로 반응해 높은 효율을 보이는 특징이 있다.

연구진이 개발한 촉매는 효소의 구조 원리와 유사하게 이산화티타늄(TiO₂) 나노입자 위에 구리(Cu) 원자 한 개를 올린 형태다. 이론연구를 통해 구리원자를 올렸을 때 열역학적으로 가장 안정적인 상태를 유지할 수 있는 위치를 확인했고, 이어 해당 위치에 구리 단원자를 올려 '단원자 구리·이산화티타늄 나노촉매'를 제조했다.

단원자 촉매는 원자 하나하나가 모두 촉매반응에 참여해 기존 덩어리 촉매보다 가격 대비 촉매 효율성이 수십 배 이상 높다. 또 연구진은 개발된 촉매가 효소와 마찬가지로 구리와 이산화티타늄이 전자를 주고받는 상호작용을 진행하고 구조를 변화시켜 효소와 유사하게 촉매반응에 참여한다는 것도 확인했다.

현재 수소 생산 규모는 실험실에서 생산하는 수준에 그친다. 1시간동안 촉매 1g당 수소 30mg을 생산할 수 있는 수준이다. 수소자동차의 경우 약 5kg 정도의 수소가 공급돼야 실제 운행이 가능하다는 점을 감안했을 때, 현재 실험실에서 제작하는 수준인 촉매를 산업에 적용하고 상용화 할 수 있을만큼 확대하려면 촉매 기술 뿐만 아니라 수소를 저장하고, 이동시킬 수 있는 기술이 동반개발 돼야 한다는 것이 연구진의 설명이다.

현택환 단장은 "가장 이상적인 촉매인 효소와 유사하게 작동하는 불균일촉매를 세계 최초로 개발하고, 불균일촉매의 가장 큰 단점인 낮은 효율 문제를 해결했다는데 큰 의미가 있다"고 말했다..

이번 연구 성과는 23일 '네이처 머터리얼스'(Nature Materials) 온라인판에 실렸다.

현택환 IBS 나노입자연구단 연구단장과 남기태 서울대 재료공학부 교수가 물에 빛을 쪼여 수소를 만들어 낼 수 있는 '단원자 구리/이산화티타늄 촉매'에 대해 브리핑을 하고 있다© 뉴스1

somangchoi@news1.kr

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프리IPO에 총 1400억원 몰려…
스마일게이트·인터베스트·LB·마그나도 참여
피터 틸, 신약 개발 가능성과 빅 데이터 접목에 눈독
지난해 3월 21일 조용준 동구바이오제약 대표(왼쪽)와 임성묵 디앤디파마텍 대표가 서울 송파구 문정동 동구바이오제약 본사에서 열린 치매질환 및 당뇨병 치료제 공동 개발 및 사업 협력을 위한 체결식을 가졌다(사진=동구바이오제약)
[이데일리 김무연 기자] 기업공개(IPO)를 추진 중인 치매 신약 치매 신약 개발업체 디앤디파마텍이 1400억원 규모의 상장 전 투자유치(프리IPO)에 성공했다. 회사가 개발 중인 치매 치료제의 성공 가능성을 국내외 기관들이 높이 평가한 것으로 풀이된다. 특히 글로벌 벤처 업계의 큰 손으로 떠오르는 페이팔의 창업자 피터 틸이 참여한 점에 시장은 주목하고 있다.

22일 벤처캐피털(VC) 업계에 따르면 디앤디파마텍은 페이팔 창업자 피터 틸이 설립한 옥타브라이프사이언스로부터 570억원 규모의 프리IPO 유치에 성공했다. 이밖에도 스마일게이트로부터 400억원, 인터베스트로부터 300억원을 포함해 LB인베스트먼트·마그나인베스트먼트 등 국내 VC들로부터 830억원을 조달했다. 유치한 자금만 총 1400억원에 달한다.

이번 프리IPO는 신규 투자가를 모집하지 않고 기존 투자가를 대상으로만 진행됐다. 프리IPO에 참여한 기관들은 앞서 지난해 3월 디앤디파마텍에 약 170억원 규모의 시리즈A 투자를 진행한 바 있다. 신규 투자가를 유치하면 기존 주주들의 지분율이 일부 조정될 수 있고 지분 가치 산정에도 이견이 있을 수 있는 만큼 기존 투자가들을 대상으로만 투자를 받은 것으로 해석된다. 동구바이오제약(006620) 또한 지난해 3월 31억3000만원에 디앤디파마테 지분 8.1%를 취득했다.

디앤디파마텍은 미국 존스홉킨스 의과대학 교수진 및 연구진이 세운 신약 개발 기업이다. 이강춘 성균관대학교 약대 석좌교수와 이슬기 존스홉킨스 의대 부교수가 연구개발(R&D)과 임상 전반을 이끌고 있으며 퇴행성 뇌질환 연구 권위자인 테드 도슨 존스홉킨스 의대 박사도 공동창업자 자격으로 임상 전반에 관여하고 있다. 회사는 파킨슨병과 알츠하이머병 치료제, 희귀성 섬유화증 치료제를 개발하는 ‘뉴랄리’와 ‘세라리 화이브로시스’를 자회사로 두고 있으며 최근 코스닥 상장을 위해 주관사 선정에 나선 상태다.

피터 틸의 이번 투자는 단순히 디앤디파마텍의 신약 개발 성공 가능성만을 염두에 둔 것이 아니라는 게 업계 관계자들의 전언이다. 피터 틸은 금융범죄에 대비하기 위해 빅 데이터 기업 ‘팔란티어’를 설립해 운영 중이다. 해당 업체는 미국 중앙정보부(CIA)의 투자를 받을 정도로 전도 유망한 기업이다. 피터 틸은 빅 데이터와 의료 부문을 접목하려는 시도를 위해 존스홉킨스와 인연이 있는 디앤디파마텍을 선택했다는 분석이다.

한 VC업계 관계자는 “최근 디앤디파마텍과 자회사가 개발 중인 퇴행성 뇌질환 치료 치료물질인 NLY01가 임상2상에 돌입하면서 신약 개발에 대한 기대감이 높은 상황”이라면서 “IT업체 위주로 투자를 진행해 온 피터 틸이 디앤디파마텍에 베팅한 까닭은 회사의 신약 개발 가능성을 높이 산 것이기도 하지만 바이오 업체들이 기타 다른 산업과 연계돼 성장할 수 있는 가능성을 본 것”이라고 설명했다.

김무연 (nosmoke@edaily.co.kr)

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