[과학 이야기] 콩 단백질로 태양전지 충전

콩 단백질의 구조를 이용해 기존 제품보다 훨씬 열효율이 높은 태양 전지를 만들 수 있게 됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 이스라엘 텔아비브 대학의 나탄 넬슨 교수는 콩의 단백질 구조로부터 PS1(광화학계1)이라는 슈퍼 복합체의 미세 결정을 분리시켜 빛을 쬐면 초소형 배터리 충전기로 사용될 수 있거나 보다 효율적인 인공 태양전지의 코어 부분이 형성된다고 밝혔다. 식물은 에너지 생산을 위한 매우 정교한 나노장치를 갖고 있는데 이 장치는 빛을 에너지원으로 사용하며 100%의 완벽한 양자효율을 발휘한다.

연구진은 콩 잎의 막 구조로부터 PS1 복합체라 불리는 이 장치를 분리해 결정화해 그 정밀한 구조를 상세히 밝혀냈다. 넬슨 교수는 "이 연구의 목적은 식물의 잎이 햇빛을 당분으로 바꾸면서 얻을 수 있는 에너지 생산 효율에 되도록 근접하는 것"이라고 밝혔다.

아인슈타인이 양자물리학과 광자로 설명하는 빛에너지의 기본 원리는 '빛이 식물의 잎에 흡수되면 전자에 에너지를 띠게 하며 이것이 궁극적으로 당분 생성과 같은 생화학 반응을 일으키는 역할을 한다'는 것이다.

넬슨 교수는 "식물이 당에너지를 만들어내는 방식에 조금이라도 근접할 수 있다면 이는 획기적인 일이 될 것이다. 따라서 이 나노장치의 기능을 이해하기 위해서는 그 구조를 파악하는 것이 중요하다"고 설명했다.

PS1의 반응 중심은 빛에너지를 화학에너지 등 다른 형태의 에너지로 전환하는 광합성 역할을 하는 색소-단백질 복합체이기 때문에 결정체 안에 수천개가 정교하게 밀집돼 있는 이런 반응 중심은 빛에너지를 전기로 전환하는 데 사용되거나 다양한 기기의 전자 부품으로 사용될 수 있다