김상현 대구대학교 환경공학과 부교수 연구팀은 해조류 미활용 바이오매스에서 다른 연료를 쓰지 않고 값비싼 멸균 과정 없이 연속적으로 바이오수소를 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

생물학적으로 바이오수소를 생산하는 방법은 경제성이 낮아 상용화에 이르지 못하고 있다. 바이오수소를 생산할 때 공정 운전 과정에서 수소 생성균 외의 수소를 먹이로 하는 미생물을 지속해서 멸균해야 하기 때문에 막대한 비용이 발생한다.

연구팀은 해조류 중 탄수화물 함량이 가장 높은 홍조류의 주성분인 '갈락토스'를 활용, 고비용ㅇ의 멸균 과정 없이 연속적으로 바이오수소 생산이 가능한 기술을 개발했다.

갈릭토스는 포도당 이성질체로 한천·전당 등의 주요 구성성분이다. 일반적으로 포도당에 비해 발효 속도가 느리다.

연구팀은 갈락토스 단일 균주 배양이 아닌 혼합 배양을 채택했다. 혼합 배양은 수소 생성균이 비수소 생성균에 비해 경쟁적 우위를 점하도록 공정 상태를 유지하는 기술이다.

연구팀은 하수처리 과정에서 폐기물로 발생하는 침전물을 90℃에서 30분간 열처리, 이후 멸균 처리를 하지 않고 반응을 확인했다.

실시간 중합효소연쇄반응법으로 수소생산 핵심 미생물 함량을 모니터링하며 연속 운전 인자를 조절했다. 열처리를 통해 수소 생성균이 우위를 점하는 상태를 유지했다.

중합효소연쇄반응법은 특정한 DNA 염기서열 증폭을 수행하면서 증폭되는 양을 실시간으로 측정하는 방법이다. 또 연속 바이오수소 생산 시 주요 문제점인 거품 발생 제어를 통해 공정 폐색과 미생물 손실 가능성을 차단했다. 이 기술을 이용하면 건조 해조류 1톤당 74㎥의 바이오수소를 연속적으로 생산할 수 있다.

김상현 교수는 "해조류를 이용한 바이오수소 생산이 연구실 수준을 넘어 상용화에 다가갈 수 있는 기반을 제공했다는 데 연구의 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구결과는 바이오에너지 분야 '바이오리소스 테크놀로지'(Bioresource Technology)에 1일자 표지논문으로 게재됐다.[헬로디디·대덕넷]