전북대학교 연구팀이 식물을 활용해 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 효과적으로 제거하는 ‘탄소 생물학적 고정(Bio-Fixation)’의 최적 환경 조건과 한계를 규명했다. 이번 연구는 기후변화 대응을 위한 지속 가능한 탄소 제거 전략으로서 식물의 광합성 능력을 극대화할 수 있는 과학적 기준을 제시했다는 평가를 받고 있다.

친환경·지속가능 기술 분야 국제 학술지인 ‘Advanced Sustainable Systems’ 2월호 표지.

7일 전북대학교에 따르면 공과대학 환경공학과 및 대학원 환경에너지융합학과 백기태 교수 연구팀이 식물 기반 탄소 고정 기술의 효율을 높이기 위한 환경 조건을 실험적으로 규명했다.

연구팀은 이산화탄소 농도와 영양분 공급, 생장 온도 등이 식물의 성장과 탄소 격리 능력에 미치는 영향을 종합적으로 분석했다. 실험 결과 이산화탄소 농도가 높아질수록 식물의 상대 성장률과 탄소 전환 효율이 향상됐으며, 특히 2000ppm 조건에서 가장 높은 효율을 보였다.

반면, 3000ppm 이상의 고농도 환경에서는 광합성이 오히려 감소하는 ‘CO₂ 과포화 저해 효과’가 나타났다. 연구팀은 이를 통해 일정 농도 이상의 이산화탄소 환경에서는 탄소 고정 효율이 저하될 수 있다는 점을 실험적으로 입증했다.

연구를 주도한 정원균 박사과정생은 “미래 기후 환경에서 식물을 활용한 탄소 고정 기술의 잠재력과 동시에 환경적 제약 요인을 확인한 성과”라며 “고농도 이산화탄소 조건에서도 영양분 공급과 온도 관리가 적절히 병행될 경우 식물의 탄소 제거 능력을 더 높일 수 있음을 보여줬다”고 설명했다.

전북대학교에 따르면 공과대학 환경공학과 및 대학원 환경에너지융합학과 백기태 교수(왼쪽)과 정원균 박사과정생. 전북대 제공

백기태 교수는 “식물을 이용한 생물학적 고정 기술은 대기 중 배출되는 이산화탄소를 줄일 수 있는 친환경 탄소 제거 기술”이라며 “이번 연구에서 제시한 환경 경계치는 향후 고효율 탄소중립 시스템 설계와 실증 연구의 중요한 기초 자료가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 박사과정생 연구장려금, 한·중 협력기반조성사업, 교육부 4단계 BK 글로컬 자원순환 환경교육연구단, 기후에너지환경부 폐자원에너지화 특성화대학원 사업 등의 지원을 받아 이뤄졌으며, 그 성과는 친환경·지속가능 기술 분야 국제 학술지인 ‘Advanced Sustainable Systems’ 2월호 표지논문으로 선정됐다.

전주=김동욱 기자 [e-mail]