지스트(광주과학기술원)는 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 산업 폐기물 속에 포함된 수소를 이용해 폐기물 속 이산화탄소(CO2)를 연료전지의 원료인 '개미산(포름산)'으로 쉽게 전환하는 효소를 발굴했다고 밝혔다.

13일 지스트에 따르면 기후 온난화에 영향을 미치는 산업 폐가스를 유용한 화학연료로 전환하는 연구에서 핵심은 산업 폐가스에 포함된 다른 가스에 영향을 받지 않고 전기와 같은 별도의 에너지 공급이 필요 없는 공정을 개발하는 것이다.

최근 수소저장체나 연료전지 개발에 활용되는 물질로 주목받는 개미산은 수소를 저장할 수 있는 화학 원료로서 촉매를 이용해 이산화탄소에 수소를 결합해 만들 수 있다.

▲ 지스트(광주과학기술원)는 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 산업 폐기물 속에 포함된 수소를 이용해 폐기물 속 이산화탄소를 '개미산(포름산)'으로 쉽게 전환하는 효소를 발굴했다. 사진 뒷줄 왼쪽부터 차재현 통합과정생, 권인찬 교수, 박현선 통합과정생(앞줄).

하지만 부생가스와 같은 여러 기체가 혼합된 자원에서도 사용할 수 있는 효과적인 촉매의 개발이 시급하다.

권인찬 교수 연구팀이 산업 폐기물에 포함된 이산화탄소를 유용한 개미산으로 전환하기 위해 부생가스에 포함된 수소를 사용할 수 있는 효소 조합을 개발한 것이다.

연구팀은 산소 저항성이 존재하는 '수소화효소' 및 '포메이트 탈수소효소' 조합을 선정하고, 산소가 존재하는 조건에서 별도의 에너지 공급 없이 이산화탄소를 개미산으로 전환하는 데 성공했다.

보통 수산화나트륨 등을 이용해 개미산을 공업적으로 만드는 과정에서는 화석 연료를 태워 온실가스를 배출하게 되지만, 연구팀이 개발한 기술은 추가 에너지 공급이 필요하지 않아 탄소중립 실현에 기여할 것으로 기대된다.

권인찬 교수는 "산업 폐가스 속의 이산화탄소를 유용한 화학 원료로 전환하는 친환경 기술의 가능성을 확인했다"며 "후속 연구를 통해 실제 산업 폐가스에 적용되어 탄소 중립 실현에 이바지하는 기술의 개발을 기대한다"고 말했다.

연구팀은 과학기술정보통신부의 '도시형 생활폐기물 가스화 물질 혁신적 전환 선도 연구센터(ERC)' 과제를 받아 이번 연구를 수행했다.

이번 연구는 생물공학(Biotechnology) 분야 국제학술지인 'Frontiers in Bioengineering and Biotechnology'에 2023년 1월 5일 온라인 게재됐다.

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