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박테리아 활용 배기가스 상품성 높은 화학물질로 전환

송고시간2022-02-22 01:00

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이산화탄소(CO₂)를 비롯해 산업현장에서 배출되는 배기가스를 유전자 조작된 박테리아의 발효를 이용해 유용한 화학물질인 아세톤과 아이소프로판올(IPA)로 전환하는 새로운 기술이 개발됐다.

새 기술은 대기로 배출될 오염물질을 포집해 화석연료에서 얻던 화학물질로 전환한다는 점에서 CO₂ 배출을 실질적으로 줄이는 대안으로 제시됐다.

미국 노스웨스턴대학 화학·생명공학 교수 마이클 주잇이 이끄는 연구팀은 박테리아 '클로스트리듐 아우토에타노게눔'(Clostridium autoethanogenum)을 이용해 배기가스를 아세톤과 IPA로 전환한 연구 결과를 과학 저널 '네이처 생명공학'(Nature Biotechnology)에 발표했다.

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CO₂ 포집·화석연료 미사용 "160% 이상 감소" 효과

화석연료(왼쪽)와 배기가스 이용 아세톤·IPA 생산 공정 비교도
화석연료(왼쪽)와 배기가스 이용 아세톤·IPA 생산 공정 비교도

[Nature Biotechnology 논문 캡처]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 이산화탄소(CO₂)를 비롯해 산업현장에서 배출되는 배기가스를 유전자 조작된 박테리아의 발효를 이용해 유용한 화학물질인 아세톤과 아이소프로판올(IPA)로 전환하는 새로운 기술이 개발됐다.

아세톤과 IPA는 연료와 직물에서 화장품에 이르기까지 수천 가지 상품에 들어가는 기본 화학물질로 석유나 천연가스, 석탄 등 화석연료에서 추출해왔으며 그 과정에서 온실가스인 CO₂가 배출된다.

새 기술은 대기로 배출될 오염물질을 포집해 화석연료에서 얻던 화학물질로 전환한다는 점에서 CO₂ 배출을 실질적으로 줄이는 대안으로 제시됐다.

미국 노스웨스턴대학 화학·생명공학 교수 마이클 주잇이 이끄는 연구팀은 박테리아 '클로스트리듐 아우토에타노게눔'(Clostridium autoethanogenum)을 이용해 배기가스를 아세톤과 IPA로 전환한 연구 결과를 과학 저널 '네이처 생명공학'(Nature Biotechnology)에 발표했다.

네이처에 따르면 연구팀은 C. 아우토에타노게눔 박테리아가 유전자 조작을 거친 뒤 가스 발효 과정을 통해 자연 상태에서 생성하지 못하던 아세톤과 IPA를 합성하는 것을 보여줬다.

이 방식은 산업 규모의 예비실험에서도 높은 효율성과 선택성을 보였다고 연구팀은 밝혔다.

플라스틱 용매와 세제 등에 다양하게 이용되는 아세톤과 IPA는 세계 시장 규모가 100억 달러(11조9천210억 원)에 달한다.

연구팀은 또 새 기술의 전 과정을 분석한 결과, 방출하는 것보다 더 많은 탄소를 흡수해 마이너스 효과를 거둘 수 있다고 했다.

탄소 포집 및 활용(CCU) 기술의 상당수는 포집된 CO₂를 유용한 상품으로 전환하고 사용하는 과정에서 CO₂를 배출해 실질적 탄소 감소 효과가 없는 것으로 지적돼왔다.

그러나 이번 연구에 참여한 민간기업 '란자테크'(LanzaTech)는 보도자료를 통해 새 기술이 대기로 배출되는 CO₂를 제거하고 화석연료 사용을 피함으로써 온실가스를 160% 이상 줄일 수 있으며 탄소제로 경제 달성을 돕는데 중요한 역할을 할 것이라고 했다.

연구팀은 화학물질 상품의 대부분이 석유와 천연가스, 석탄 등 화석연료에서 추출되고 있다는 점을 지적하면서 아세톤과 IPA 생산의 지속가능한 대안이 다른 유용한 화학물질 생산에도 적용될 수 있을 것이라고 기대했다.

박테리아를 활용해 공장의 배기가스를 유용한 화학물질로 전환하는 개요도
박테리아를 활용해 공장의 배기가스를 유용한 화학물질로 전환하는 개요도

[Justin Muir 제공/ 재판매 및 DB 금지]

eomns@yna.co.kr

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