국내 연구진이 산업용 폐가스에 포함된 수소를 별도 분리하지 않고 그대로 이용해 고부가가치 화합물을 만드는 기술을 개발했다.
광주과학기술원(GIST) 권인찬 신소재공학부 교수팀은 저렴한 수소 자원을 이용해 약물과 같은 고부가가치의 화합물을 산업적으로 생산할 수 있는 다중 효소 반응기를 개발했다고 3일 밝혔다.
산업 현장에서 발생하는 폐가스와 가스화된 고형 폐기물 등에 포함돼 있는 수소는 별도 정제 과정을 거쳐야 추출할 수 있다. 문제는 이 정제과정에서 많은 비용이 든다는 점이다.
이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 별도 정제과정없이 수소 자원을 이용할 수 있는 친환경 다중 효소 생촉매를 개발한 것이다. 일반적인 무기물 촉매는 폐가스에 포함된 다양한 성분에 접하면 기능이 크게 감소한다. 하지만 연구팀이 개발한 생촉매는 이 기능이 유지된다. 수소화효소와 만니톨 환원 효소 사이를 보조인자로 연결해 폐가스와 과당으로부터 의약품인 만니톨을 생산하는 생촉매를 설계한 것이다.
생촉매의 매개 효율은 기존보다 200% 이상 향상됐다. 실제 폐가스와 성분이 유사한 모사가스를 통해 상용화 가능성을 확인한 결과, 순도 높은 수소를 자원으로 사용했을 때 생산량과 비교했을 때, 폐가스 모사 조건에서 80% 이상 유사한 생산효율을 나타냈다.
연구팀은 이번 연구 성과로 수소를 생산하는 과정에서 촉매의 효율 저하를 극복함으로써 더 친환경적이고, 지속 가능한 물질 전환 시스템에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
권인찬 교수는 "이번 연구 성과는 폐가스에 함유된 수소 자원을 활용함으로써 지속 가능한 산업 공정을 위한 효소 반응기 활용의 가능성을 보여 준다"면서 "산업적으로 별도의 정제 과정 없이 폐가스의 수소를 이용해 저렴한 비용으로 부가가치 물질을 생산함으로써 산업 구조가 더 친환경적이고 지속 가능한 방식으로 발전하는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 지난 8월 3일자에 게재됐다.
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