바이오연료, 식량 이용해 만들 필요 없어졌다
바이오연료, 식량 이용해 만들 필요 없어졌다
  • 강지희
  • 승인 2019.12.01 12:05
  • 조회수 435
  • 댓글 0
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엄마가 먹을 거 갖고 장난치는 거 아니랬어! 출처: pixabay
엄마가 먹을 거 갖고 장난치는 거 아니랬어! 출처: pixabay

바이오연료는 온실가스 및 미세먼지를 저감시킬 수 있는 청정연료입니다. 전 세계적으로 휘발유나 경유에 혼합돼 사용됩니다. 현재 바이오연료는 전분, 당, 식물성 기름 등과 같은 작물을 원료로 생산하고 있는데요. 하지만 식량을 활용해 연료를 만들어 낸다는 윤리적 논란이 여전히 계속되고 있죠.

 

이를 대체하기 위해 2세대 바이오연료 생산 기술이 개발되고 있습니다. 바로 연간 생산량이 약 1000억 톤에 달할 만큼 지구상에 풍부하게 존재하는 목질계 바이오매스를 원료로 활용하는 방법인데요. 하지만 목질계 바이오매스는 전환공정에서 바이오연료를 생산하는 미생물의 활동을 억제하는 물질이 발생합니다. 때문에 생산 효율이 낮아지는 한계로 상용화되지 못하는 실정이었죠.

 

그런데 한국과학기술연구원 청정에너지연구센터 고자경, 이선미 박사팀은 2세대 바이오매스 상용화의 가능성을 크게 높일 방법을 찾아냈습니다. 연구팀은 목질계 바이오매스를 이용해 고농도의 바이오연료를 생산할 수 있는 미생물을 개발했습니다. 해당 연구 논문은 <Global Change Biology Bioenergy>에 게재됐습니다. 

 

'신규 미생물' 개발해 '바이오연료' 만들다

고효율 바이오연료 생산 미생물 개발 전략 모식도. 출처: KIST

KIST 연구진은 미생물의 억제물질 성능이 저하되는 문제를 극복하고 고농도의 바이오연료 생산이 가능한 신규 미생물을 개발했습니다. 유전자 가위를 이용했는데요. 바이오연료 생산 미생물의 유전체를 유전자 가위로 편집했습니다. 그 다음 연구팀은 적응진화공법을 적용했습니다. 여기서 적응진화공법이란 자연계에서 발생하는 진화의 과정을 실험실 안에서 단시간 내에 효과적으로 유발하는 공법을 말합니다.

 

바이오연료 생산 미생물의 성능을 저해하는 대표적인 물질은 바로 아세트산 입니다. 연구팀은 공법을 적용해 아세트산에 대해 저항성이 강화된 신규 미생물을 개발했습니다. 이 신규 미생물을 활용하면 기존 바이오연료 생산 시 버려지던 성분으로부터 이론적 최대치의 98% 수율로 바이오연료를 생산할 수 있었습니다. 특히, 설탕을 추출하고 버려지는 사탕수수 부산물로는 최고의 수율로 바이오연료를 생산할 수 있었다고 합니다.

 

그동안 개발된 바이오연료 생산 미생물은 특정 바이오연료만 생산할 수 있었습니다. 반면 KIST 연구진이 개발한 미생물은 유전자 가위를 이용한 유전체 편집기술을 활용 개발됐기 때문에 바이오연료뿐 아니라 바이오플라스틱, 바이오폴리머 등의 생산이 가능합니다. 플랫폼 미생물로서도 활용이 가능해진 셈이죠.

이선미 박사. 출처: KIST
이선미 박사. 출처: KIST

이번 연구를 주도한 KIST 이선미 박사는 "이번 연구성과는 기존에 상용화된 1세대 바이오연료의 한계를 넘어서 지속가능성과 경제성이 향상된 2세대 바이오연료의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 기술이 될 것"이라고 밝혔습니다. 

 

##참고자료##

 


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