언어선택
신기술 News
국내외 기후변화 대응 관련 기술동향 정보를 제공합니다.
제목 | [한국에너지기술연구원] 이산화탄소로 수소 저장 물질 만든다 |
---|---|
-이산화탄소를 수소 저장물질로 전환하는 새로운 효소 찾아냈다. -이산화탄소를 환원하여 개미산을 생산하는 신규 효소 발굴 -바이오리파이너리 분야 저명 학술지‘Bioresource Technology(상위3.6%)’게재
□석유정제를 기반으로 한 석유화학 산업의 발달로 인류의 삶은 풍요로워졌지만 이로 인해 대기오염,기후변화 등 각종 환경문제를 야기하고 있다.이에 따라 연구의 관심과 노력은 이산화탄소를 유용하고 재생 가능한 자원으로 바꾸는 방향으로 초점이 맞춰지고 있다.
■한국에너지기술연구원(원장 김종남)광주친환경에너지연구센터 민경선 박사 연구진이 이산화탄소로부터 수소저장물질인 개미산(formic acid)을 생산하는 새로운 효소*를 발굴하는데 성공했다. *효소:생체 내에서 일어나는 화학 반응의 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응물인 기질을 생성물인 다른 분자로 전환시키는 반응 속도를 증가시키는 생촉매
□개미산은 개미에서 발견된 천연물질로 세균억제와 수소이온지수를 조절하는 효과를 가져 식품가공이나 보존제,제설제 등 여러 산업에서 다양하게 사용되고 있다.특히 최근에는 수소를 저장하는 물질로,대형 특수용기가 아닌 제3의 물질과 결합해 저장·수송하는LOHC(Liquid Organic Hydrogen Carrier)의 활용에도 주목받고 있다.
□개미산을 생산하는 방식 중 화석연료의 열화학 반응에 의한 생산은 이산화탄소가 발생하며,이산화탄소 전기화학 반응은 성능향상과 내구성 확보가 필요하다.이에 비해 자연계에 존재하는 이산화탄소 환원 효소 기반의 개미산 생산방식은 이산화탄소를 직접 활용이 가능하며 부산물 없이100%개미산만 선택적으로 생산할 수 있다.하지만 지금까지 자연계에 존재하는 이산화탄소 환원 효소는15종에 불과할 정도로 매우 적다.
■이에 연구진은 유전자 데이터베이스 기반 유전체 마이닝(genome-mining)을 통해 이산화탄소를 개미산으로 저장하는 신규 이산화탄소 환원 효소를 발굴해 온실가스로부터 수소 저장 물질을 생산하는 원천 기술을 개발했다.
□연구진은 기존 활성이 알려진 이산화탄소 환원 효소의 단백질 서열을 분석해 유전자 데이터베이스에서 서열과 유사도를 분석하고 활성 부위 구조를 예측 및 분석해 신규 이산화탄소 환원 효소를 발굴했다.발굴된 효소로 이산화탄소 환원 활성 및 반응 특성을 분석해 이산화탄소로부터 수소 저장 물질인 개미산을 생산하는 효소 반응 시스템을 구축했다.
□새롭게 발굴한3종의 이산화탄소 환원 효소는 재조합 단백질 발현 시스템*을 통해 대량 생산이 가능하고,이산화탄소로부터 수소 저장 물질로 활용 가능한 개미산을 생산할 수 있어 이산화탄소 자원화를 통한 고부가물질 생산에 핵심이 되는 원천 기술이다. *재조합 단백질 발현 시스템:원하는 단백질을 대량 생산하기 위해서,단백질에 해당하는 유전자를 대장균 등 외래 균주에 도입해 생산하는 시스템
□또한 생촉매인 효소는 이산화탄소로부터 개미산을 생산하는 기존 경쟁 기술인 전기화학적 전환,화학촉매 전환 기술에 비해 반응온도와 에너지 요구량이 낮아 친환경 저에너지 공정 개발이 가능하다.이뿐만 아니라 높은 기질특이성을 기반으로 일산화탄소 등의 부산물 없이100%선택성으로 개미산을 생산할 수 있는 장점이 있다.
■이처럼 연구진이 개발한 기술은 이산화탄소를 이용해 수소 저장물질 생산과 온실가스 저감을 동시에 달성할 수 있는 새로운 길을 열었다.더불어 이번 연구는 그동안 자연계에서 찾기 어려웠던 효소를 유전자 데이터베이스 기반 유전체 마이닝을 통해 발굴하고 활성을 확인해,이산화탄소 자원화 생촉매의 풀(pool)을 확장했다는 점에서도 매우 큰 의미가 있다.
■연구책임자인 민경선 박사는“유전자와 구조 정보는 그동안 자연계에서 찾기 어려웠던 활성을 찾아내는데 아주 중요한 기술”이라며“이산화탄소를 직접 활용해 에너지 저장 물질로 전환할 수 있는 효소기반 생물 공정 개발 연구는 이산화탄소 자원화를 통한 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다.”고 말했다.
□한편 이번 연구는 한국에너지기술연구원의 기본사업과 과학기술정보통신부 집단연구사업의 일환으로 수행됐으며,연구결과는 저명 학술지인‘바이오리소스 테크놀로지(Bioresource Technology)’에 게재됐다. |
|
파일 |
|
원문보기 | View Original> |
분류 | 국내 기술동향 |
출처 | 국가과학기술연구회 |
이전글 | [미국] 미국, 직접 연소 열산화 기술 |
---|---|
다음글 | [국가과학기술연구회] 기계연-KAIST 공동연구진, 차세대 친환경 에너지 발전 소자를 통한 해양 모니터링 기술 개발 |