획기적 기술을 한국서… 엄청나네
KAIST, 고효율 바이오부탄올 생산기술 개발발효공정 생산성 3배 향상…분리ㆍ정제 비용은 70% 절감
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
친환경 차세대 에너지원으로 각광받는 바이오부탄올의 생산성과 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
KAIST는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 GS칼텍스, 바이오퓨얼켐과 공동으로 시스템대사공학 기법을 이용해 기존보다 바이오에탄올 생산수율을 2배 이상 향상시키는 공정기술 개발에 성공했다고 6일 밝혔다.
바이오부탄올은 이미 상용화된 바이오에탄올보다 에너지밀도가 높고 기존 가솔린 엔진을 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있지만 바이오부탄올 생산을 위한 클로스트리듐 균주의 유전자 조작과 대사회로 재설계가 어렵다는 것이 단점으로 지적돼왔다.
이 교수는 시스템대사공학 기법을 도입해 산생성기와 용매생성기로 대변되던 대사회로모델 대신, 바이오부탄올 생산경로에 초점을 둔 대사회로 모델을 새롭게 고안해냈다.
이 대사회로 모델을 이용해 이론수율 대비 49%의 생산수율을 나타내던 기존 균주를 87%까지 향상시킨 바이오부탄올 생산균주로 개량했다.
이와 함께 흡착물질을 활용한 실시간 바이오부탄올 회수 및 제거 시스템을 통해 포도당 1.8kg을 이용해 585g의 부탄올을 생산해냈다.
이는 세계 최고 수준의 농도, 수율, 생산성으로 기존 발효공정의 생산성을 3배 이상 향상시키면서 분리ㆍ정제 비용은 기존 대비 70%까지 절감했다.
이상엽 특훈교수는 “미국, 유럽 등 선진국에서 상용화된 바이오에탄올 생산기술은 이론수율 대비 90%인데, 이번에 개발된 기술은 바이오에탄올의 수율에 육박한다”며 “재생 가능한 자원으로부터 바이오부탄올 생산공정의 산업화를 앞당기는 계기가 될 것”이라고 강조했다.
이번 연구결과는 미생물분야 세계적 학술지인 ‘엠바이오’지 9ㆍ10월호 대표논문으로 게재됐다.
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