“버려지는 택배박스로 바이오디젤 연료 만든다”

▲한국과학기술연구원(KIST) 이선미 박사. (사진제공=한국과학기술연구원)

한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 이선미 박사팀은 버려지는 농업부산물, 폐지, 택배박스 등 목질계 바이오매스로부터 바이오디젤 원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다고 13일 밝혔다. 특히 이 미생물은 기존대비 2배의 생산 수율을 보였다.

이 미생물은 목질계 바이오매스에 포함된 당 성분을 먹이로 대사하는 과정에서 바이오디젤 원료를 생산할 수 있다. 목질계 바이오매스에 포함된 당은 일반적으로 약 65~70%의 포도당과 약 30~35%의 자일로스로 구성된다. 자연계에 존재하는 미생물들은 포도당을 이용해 디젤원료를 만드는데 효과적이지만 자일로스는 이용할 수 없어 디젤원료 생산 수율을 제한하는 한계가 있었다.

KIST 연구팀은 포도당뿐만 아니라 자일로스도 효과적으로 이용해 디젤원료를 생산할 수 있는 신규 미생물을 개발했다. 특히 미생물이 디젤원료를 생산하는데 필수적인 보조효소의 공급을 방해하지 않도록 유전자 가위를 이용해 대사경로를 재설계했고, 그중에서 능력이 우수한 개체만을 선택해 재배양하는 방식 등 진화의 과정을 실험실에서 효과적으로 통제하는 공법을 통해 자일로스 이용능력을 향상했다. 이를 통해 목질계 바이오매스 유래 자일로스를 포함한 당 성분을 모두 사용해 디젤원료를 생산할 수 있는 가능성을 확인했다. 보조효소 문제가 있는 대사경로를 활용한 기존의 연구와 비교해 생산수율을 2배 가까이 끌어올렸다.

KIST 이선미 박사는 “바이오디젤은 기존 디젤 차량 운행을 제한하지 않으면서 온실가스와 미세먼지를 줄일 수 있는 효과적인 대체 연료로, 바이오디젤 생산의 경제성을 높일 수 있는 핵심기술을 확보했다”며 “기후변화가 피부로 와닿고 있는 시점에서 가장 빠르고 효과적으로 기후변화에 대응할 수 있는 바이오 연료 보급 확대가 이뤄진다면 관련 산업 확대 및 기술 개발이 더욱 속도를 낼 수 있을 것”이라고 기대했다.

한편 이번 연구는 과기정통부 지원으로 KIST 주요사업과 한국에너지기술평가원 신재생에너지연구사업으로 수행됐다. 연구결과는 ‘Global Change Biology Bioenergy’(JCR 분야 상위 0.55%) 최신 호에 게재됐다.

▲목질계 바이오매스를 원료로 미생물을 이용해 바이오연료를 생산하는 개념도 및 미생물 개발. (사진제공=한국과학기술연구원)