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볏짚으로 바이오연료·플라스틱 만든다

파이낸셜뉴스 로고 파이낸셜뉴스 2021.10.14. 12:08 김만기

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한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터 연구진이 산처리 반응기를 운전하고 있다. 에너지기술연구원 제공
[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터 민경선 박사팀이 볏짚이나 옥수수속대에서 바이오연료와 생분해성 플라스틱의 원료를 뽑아내는 기술을 개발했다. 이 기술은 금속성분의 화학촉매가 아닌 새롭게 개발한 효소를 이용해 고온고압의 환경을 만들지 않아도 된다.

이 기술을 이용한 결과 농업폐기물에서 얻은 레불린산을 50%의 수율로 바이오 원료를 만들어냈다.

민경선 박사는 14일 "중간 공정에 금속 촉매가 들어가지 않아 바이오항공유나 바이오플라스틱 뿐만아니라 바이오의약품 원료로도 사용할 수 있다"고 설명했다.

바이오플라스틱 원료로 쓰는 4-하이드록시 발레르산(4-hydroxyvaleric acid)는 바이오매스에서 직접 얻을 수 없다. 먼저 바이오매스를 산화시켜 레불린산을 만든다. 그다음 레불린산에 수소를 첨가하는 과정을 거쳐 4-하이드록시 발레르산을 얻는다.

하지만 자연계에서 레불린산에 수소를 첨가시켜주는 효소는 존재하지 않는다. 연구진은 레불린산과 유사한 구조를 가진 아세토아세트산에 수소를 첨가시키는 효소가 자연계에 널리 존재한다는 점을 주목했다.

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한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터 연구진이 개량된 효소를 선별하고 있다. 에너지기술연구원 제공

연구진은 구조 기반 분자 모델링과 단백질 공학을 통해 효소를 새롭게 개량했다. 이 효소는 기존에 쓰고 있는 루테늄 기반 화학촉매에 비해 일반 온도와 적은 에너지를 사용한다. 또한 고압의 외부 수소공급 없이도 중간과정에서 수소를 만들어 낼 수 있다.

민경선 박사는 "농업폐기물을 바이오리파이너리의 중간 원료로 전환하는 효소기반 바이오 공정 개발 연구는 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 전망했다.

강릉원주대 생명화학공학과 연영주 교수와 덕성여대 바이오공학과 박현준 교수와의 공동연구로 진행됐으며, 연구결과는 농업공학 분야 저명 학술지인 '바이오리소스 테크놀로지(Bioresource Technology)' 10월호에 게재됐다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

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