온실가스를 바이오 연료·화학물질로···新공정 개발

에너지연, e-바이오리파이너리 기술 선보여
(사진 위)e-바이오리파이너리 기술 개요.(사진아래)미생물 전기합성 시스템 모식도(좌) 및 반응 모습(우).<사진= 에너지연>(사진 위)e-바이오리파이너리 기술 개요.(사진아래)미생물 전기합성 시스템 모식도(좌) 및 반응 모습(우).<사진= 에너지연>

국내 연구진이 바이오매스 수급과 복잡한 생물공정 문제를 극복한 새로운 바이오파이너리 기술을 개발, 온실가스의 고부가가치화가 기대된다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 광주바이오에너지연구개발센터의 이진석 박사 연구팀이 전해전지 시스템과 미생물 대사과정을 결합해 온실가스를 바이오연료와 고부가 화학물질을 생산할 수 있는 e-바이오리파이너리 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

이산화탄소를 흡수하는 생물체인 식물, 미세조류, 광합성 세균 등은 태양 빛 에너지를 이용한다. 때문에 환경 의존적이고 대량 배양이 제한적이다. 또 기존 생물학적 이산화탄소 전환은 복잡한 생물 공정을 거쳐야 한다.

이에 새로운 방법으로 이산화탄소를 먹이로 제공해 미생물의 환원력을 높이는 미생물 전기합성 바이오 융합기술이 제시되고 있다. 하지만 현재의 미생물 전기합성 기술은 효율이 낮고 이산화탄소 전환 속도가 낮다는 문제점이 있다.

연구팀은 미생물 성장을 높이기 위해 표면적이 넓은 탄소 전극 표면과 미생물 세포벽 사이에 전자 이동을 돕는 매개체 물질을 연결했다. 이를 통해 미생물 세포벽에 분포하는 전자 수용체의 성능을 개선, 전자 흡수를 향상시켰다.

그 결과 이산화탄소로부터 전환된 생산물을 다양화해 바이오 연료, 바이오폴리머 등 고부가 유용물질을 생산 할 수 있을 것으로 기대된다.

이진석 센터장은 "우리나라는 영토가 좁은 지형적 특성으로 바이오매스 원료 확보가 어려운데 이번에 개발한 기술은 기존의 한계를 극복할 수 있는 기술"이라면서 "바이오에너지, 바이오화학 분야에서 친환경적인 공법이 적용된 잠재기술로 성장이 가능하다"고 말했다.

광주바이오에너지연구개발센터는 2018년 3월에 개소했다. 이번 연구는 광주광역시로부터 매년 12억원을 지원받아 수행 중이다.
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