KIST, 미국·캐나다 연구진과 청정 바이오연료 생산

김광호 KIST 박사팀, 북미 연구진에 공동연구 선제적 제안
유전자 형질 전환기술과 친환경 용매 활용해 생산공정 개발
"기후변화 대응 목표로 각 연구진 기술개발 역량 극대화"
바이오연료는 청정연료로 주목받고 있지만, 바이오연료 생산을 위해 그 원료로 식량을 사용한다는 점에서 소모적이라는 부정적 의견도 있다. 이에 다수 연구진들이 식량이 아닌 목질계 바이오매스(생물 연료)를 활용해 바이오연료를 생산하는 '2세대 바이오연료' 상용화를 위한 연구를 진행하고 있다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 김광호 청정에너지연구센터 박사팀이 캐나다 브리티시컬럼비아대학 현지 랩 프로그램을 통해 효율적인 바이오연료 생산 공정을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구진은 바이오연료 생산 공정에서 '리그닌 유전자 형질 전환기술과 순환형 친환경 용매'를 활용했다. 

리그닌은 목질계 바이오매스의 20~30%를 구성하는 주성분이다. 바이오연료를 생산하기 위해선 리그닌을 분해하여 폐기하거나 제거 후 활용해야 한다. 이러한 리그닌을 효율적으로 제거하는 것이 2세대 바이오연료의 경제성 확보와 상용화에 중요한 역할을 한다. 

KIST 연구진은 미국 에너지부(DOE) 산하 기관인 바이오에너지연구센터와 공동 연구를 진행했다. 그 결과 리그닌을 더 쉽게 제거할 수 있도록 유전자 형질 전환 기술을 이용해 구조를 변형했다. 리그닌 구조 내에서 일부분의 길이를 짧게 변형해 적은 양의 에너지 투입으로 리그닌을 제거하도록 했다. 

김광호 KIST(한국과학기술연구원) 박사는 미국, 캐나다 연구진에 공동연구를 선제적으로 제안했다. <사진=KIST 제공>김광호 KIST(한국과학기술연구원) 박사는 미국, 캐나다 연구진에 공동연구를 선제적으로 제안했다. <사진=KIST 제공>
이후 김광호 KIST 박사가 개발한 '순환형 친환경 공융용매'를 활용했다. 리그닌을 재활용한 용매로 리그닌을 녹이는 시스템을 적용해 공정 내에서 필요 물질을 수급해 활용했다. 

국제 공동연구진은 캐나다 브리시티컬럼비아대학의 분석 기술을 활용해 최종적으로 경제성이 확보된 효율적인 바이오연료 생산 기술을 개발했다. 

이번 연구 결과는 학문 간 융합의 성과다. 생물학, 분석화학, 화학공학 등이 접목됐다. 김광호 박사는 바이오매스 연구에 오랜 경험과 지식을 축적하고 있는 캐나다 브리티시컬럼비아대와 미국 뉴욕주립대와 공동 연구를 제안, 수행했다. 이를 통해 바이오연료를 생산하는 기술의 종합적 관점에서 유전자 형질 전환 기술, 처리 공정 기술, 분석 기술 등의 단계별 핵심 역량을 극대화했다. 

김광호 박사는 "이번 연구는 기후변화 대응 기술 개발이라는 국제적 의제를 해결하기 위해 한국, 미국, 캐나다 연구진이 핵심 역량을 극대화해 발표한 결과"라며 "향후에도 바이오에너지 생산 기술 개발이라는 목표로 북미의 우수한 연구진들과 융·복합 연구를 진행해 기후변화에 대응할 수 있는 국가 기반 기술을 개발하겠다"고 강조했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 KIST 주요 사업으로 수행됐다. 미국 에너지부(DOE) 산하 바이오에너지 연구센터, 캐나다 브리티시컬럼비아대, 미국 뉴욕주립대와 공동 연구로 진행됐다. 이번 연구 결과는 저명 국제 학술지인 'Frontiers in Plant Science' 최신 호에 게재됐다.   
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