(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 지구온난화 주범인 이산화탄소를 바이오연료 및 고부가 화학물질로 전환하는 기술을 개발했다.
한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 광주바이오에너지연구개발센터 이진석 박사 연구팀이 효율적으로 바이오연료 및 고부가 화학물질을 생산 할 수 있는 ‘e-바이오리파이너리 기술’을 개발했다고 27일 밝혔다.
넓은 영토를 가진 미국이나 중국과 달리 산이 많고 영토가 좁은 지형적 특성을 가진 우리나라는 바이오매스 확보에 불리하다. 또 기존의 생물학적 이산화탄소 전환은 광합성을 통해 생산된 유기물 또는 바이오매스를 당화과정 후 미생물 발효를 거쳐 바이오연료 또는 화학물질을 생산하는 방식으로 복잡한 생물 공정을 거쳐야 한다.
이에 새로운 방법으로 이산화탄소를 직접 탄소원(먹이)으로 활용해 성장할 수 있는 미생물에 환원력을 제공해주는 미생물 전기합성 바이오 융합기술이 제시되고 있다.
미생물 전기합성 반응은 기존 미생물 배양공정에서 활용되던 유기산, 당 등의 전자 공급자 역할을 전극으로 대체할 수 있으며, 대사공학을 적용할 경우 이산화탄소를 환원시켜 유용한 바이오화학소재를 생산할 수 있어 많은 주목을 받고 있다. 하지만 현재 미생물 전기합성 기술은 전자를 내부로 받아들이는 효율이 낮고 이산화탄소 전환 속도가 낮다는 문제점이 있다.
이에 연구진은 전자와 이산화탄소를 제공한 조건에서 미생물 성장을 높이기 위해 환원전극을 개선해 전자전달 성능을 향상시키고 생명공학기술을 활용한 미생물 개량, 고성능 이산화탄소 전환효소 및 가스 생물반응기 원리를 생물전기합성 시스템에 도입했다.
이번 연구에 사용하고 있는 미생물인 자색비황세균은 주변 환경에 따라 다양한 대사모드(광독립·종속영양, 화학독립·종속영양)를 선택할 수 있으며 탄소고정은 물론 질소 고정도 가능한 균주다.
또 이산화탄소로부터 전환된 생산물을 다양화해 바이오연료, 바이오폴리머 등 고부가 유용물질을 생산할 수 있을 것으로 기대된다.
연구진은 고성능 이산화탄소 전환 효소를 도입해 연속적으로 이산화탄소를 전환할 수 있는 시스템을 개발 중이며 이 같은 핵심 기술을 조합해 궁극적으로는 신재생 전기 기반의 e-바이오리파이너리 플랫폼 기술 구축을 목표로 하고 있다.
연구진은 향후 미생물 전기합성 기반의 e-바이오리파이너리 공정 효율 향상을 위한 기술과 시스템 구성 기술을 확보해 나갈 예정이다.
이를 통해 CO2를 포함하는 산업체 발생 부생가스 등을 바이오연료 및 화학물질로 전환하는 생물공정 기술을 구현해 궁극적으로는 온실가스 문제에 대응할 계획이다.
한편 에너지연 광주바이오에너지연구개발센터는 2018년 3월에 개소해 지속가능한 에너지 패러다임으로의 전환과 환경문제 해결을 위해 생물촉매 기반 바이오에너지와 친환경 에너지 저장기술 연구를 수행하고 있다.
memory444444@nate.com
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