국내 연구진이 두가지 미생물을 이용해 이산화탄소를 줄이고 친환경 연료인 바이오부탄올도 생산하는 공정시스템을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 김진현 교수는 미국 UC버클리대학 연구진과 함께 두 종류의 미생물을 단계적으로 사용해 이산화탄소를 바이오부탄올로 바꾸는 연속 공정시스템을 개발했다고 28일 밝혔다. 미생물을 통해 생산된 바이오부탄올은 휘발유 수준의 에너지 밀도를 갖고 있어 차세대 친환경 연료로 주목받고 있다.
탄소중립이 시급한 과제로 떠오르면서 온실가스인 이산화탄소를 포집하고 유용한 자원으로 바꾸는 기술에 관한 관심이 커지고 있다. 그중 미생물을 이용한 기술은 미생물이 이산화탄소를 흡수하고 이를 다른 물질로 내뱉는 방식을 활용한 것이어서 친환경적이다. 또 값비싼 귀금속 촉매도 필요없다는 강점이 있다.
연구팀이 개발한 시스템은 두 미생물의 반응을 마치 공장의 연속 생산라인처럼 연결해 바이오부탄올을 생산하는 공정이다. 먼저 이산화탄소 흡수율이 좋은 미생물 '아세토젠균'이 흡수한 이산화탄소를 수소와 결합해 생산한 아세트산(CH₃COOH)을 대장균이 먹도록 한다. 아세트산을 섭취한 대장균은 부탄올(C₄H₉OH)을 만들어낸다. 두 가지 미생물을 이용한 2단계 공정으로 친환경 연료를 만들어내는 것이다.
또 연구팀은 대장균의 유전자를 조작해 부탄올 생산효율을 약 3.8배 높였다. 대장균이 아세트산을 잘 흡수할 수 있도록 함으로써 부탄올 생산효율을 높인 것이다.
연구팀이 개발한 공정시스템은 90시간 이상 안정적으로 가동하는 것이 확인됐다. 김진현 교수는 "원료공급과 제품생산이 끊임없이 이뤄지는 연속 배양 반응기 2대를 안정적으로 연동했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "미생물의 대사 효율을 더 높이고 공정을 최적화한다면, 화석연료를 대체하고 탄소중립 시대를 앞당기는 대안이 될 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제학술지 '생물자원기술'(Bioresource Technology)에 지난해 12월 24일자 온라인에 게재됐다.
Copyright @ NEWSTREE All rights reserved.
