광주과기원 장인섭 교수 연구결과

세계적 학회인 미국미생물학회에서 "주목"
미생물 이용해 합성가스를 전기에너지로 전환

친환경 대체연료를 연구하고 있는 광주과기원 장인섭(40, 사진 우측) 교수와 지도학생 김대희(24)씨의 연구가 세계적 권위를 자랑하는 학회에서 주목을 받아 미국 언론에 소개되는 영예를 안았다.

광주과학기술원(GIST, 원장 허성관)에 따르면 환경공학과 장인섭 교수와 김대희 박사과정 학생에 의해 수행된 연구결과가 미국미생물학회(ASM, American Society for Microbiology)의 2007년 총회(General meeting)에서 보도자료(press release)에 선정돼 전 세계 학자들과 언론에 소개됐다. (5월22일자 보도 자료로 선정됨, 관련웹사이트 : http://www.asm.org/Media/index.asp?bid=50165)

미국미생물학회는 매년 개최되는 총회에서 발표된 연구결과 중에서 과학계뿐만 아니라 사회에도 큰 영향을 미칠 만한 결과들을 보도자료(press release)로 선정하고 있다. 올해는 총회에서 발표된 3,386개의 연구 가운데 55개의 연구를 선정했다. 

보도자료로 선정된 장 교수와 김대희씨의 연구는 ‘미생물을 이용하여 합성가스를 전기에너지로 전환 (Syn-gas to electricity using Microbes)’ 이다. 장 교수는 이 연구에서는 미생물을 이용해 주로 일산화탄소와 수소로 구성되어 있는 합성가스(synthesis gas, syn-gas)를 유기산과 에탄올로 전환하고, 이를 다시 미생물연료전지기술을 이용해 전기로 전환하는 두 공정을 융합시켜 일산화탄소와 수소를 포함하는 여러 종류의 가스를 미생물을 이용해 전기로 전환할 수 있다는 사실을 증명했다. 특히, 수소연료전지에서 합성가스의 수소를 이용하기 위해서는 백금의 촉매활성을 저해시키는 일산화탄소를 제거해야 하는데, 이 연구에서는 전기생산 시 가스를 정화할 필요가 없는 미생물 공정을 개발한 것이 학회의 높은 평가를 받았다.

100년 이상의 전통을 자랑하는 미국미생물학회는 전 세계 미생물학회 중 가장 권위가 있는 학회로, 12개의 미생물관련 저널을 출판하고 있으며 매년 한번의 총회를 열어 전 세계 미생물학자들에게 토론의 장을 만들고 있다. 매년 3000명 이상의 관련 연구자와 미생물, 바이오텍 관련 회사들이 참여한다. 또 약 4000개의 연구결과가 발표되고 미생물 분야의 세계적인 저명 교수들이 강연을 한다. 올해는 107번째 총회로 캐나다 토론토에서 5월 21일부터 25일까지 5일간 열렸다.

<첨부> 미국미생물학회 보도자료 - 국문번역

- 5월22일자 보도 자료

- 관련 웹사이트 : http://www.asm.org/Media/index.asp?bid=50165

미생물을 이용하여 합성가스를 전기에너지로
(Syn-gas to electricity using Microbes)

주로 일산화탄소와 수소로 구성되어 있는 합성가스 (synthesis gas, syn-gas)는 석탄 또는 바이오매스를 기화하여 만들 수 있다. 또한 이와 같은 성분의 가스는 제철공업의 여러 공정에서 부생가스로도 발생한다.

최근 들어 일산화탄소를 포함하고 있는 합성가스 및 공업 부생가스를 연료로 직접 사용하거나 화합물 합성의 재료로 사용하려는 연구들이 많이 행해졌다. 그 중에서 촉매를 이용하여 합성가스를 여러 종류의 연료나 화합물로 만드는 (C1화학) 기술에 대한 연구가 활발한데 이 기술에서는 합성가스에 포함되어 있는 황화합물이 고가인 금속촉매의 활성에 치명적인 영향을 끼치고 공정의 효율을 떨어뜨리는데 이 연구에서는 미생물을 이용함으로 극복 될 수 있었다.

미생물을 이용하여 합성가스를 다탄소 화합물로 만들 수 있는데, 주 생성물질은 아세트산(acetic acid)이나 부티르산(butyric acid)과 같은 유기산과 에탄올이다. 본 연구그룹의 최근 연구 성과에 의하면 이와 같은 유기산과 에탄올은 미생물연료전지에서 쉽게 이용될 수 있다고 밝혀졌다 (미생물연료전지는 미생물을 이용하여 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다).

따라서 본 연구에서는 미생물을 이용하여 합성가스를 유기산과 에탄올로 전환하고 다시 전기로 전환하는 두 공정을 융합시켜 일산화탄소와 수소를 포함하는 여러 종류의 가스를 미생물의 힘으로 전기로 전환할 수 있다는 사실을 증명하였다.

현재 친환경적인 측면에서 바이오매스와 매장량 측면에서 석탄을 석유의 대체 연료로 고려하고 있는데 두 원료 모두 가스화 공정(gasification)을 거쳐 수소와 일산화탄소를 주 성분하는 합성가스를 생산할 수 있다. 특히 수소는 연료전지의 대표적 예인 수소연료전지에서 연료로 사용하여 전기를 생산할 수 있다. 하지만 ppb 수준의 일산화탄소조차 수소연료전지의 촉매인 백금의 촉매활성을 저하시키기  때문에 이를 미리 제거하고 사용하여야 한다. 본 그룹의 연구결과는 이러한 단점을 역이용하는 공정을 채택해 전기생산 시 가스를 정화할 필요가 없는 미생물 공정을 개발한데 의의가 있다. <홍보협력팀, 2007.5.29>

<언론보도 현황>
- 한국경제, 경향신문, 조선일보, 전자신문, 연합뉴스, 뉴시스, 동아방송
- 전남일보, 무등일보, 전남매일, 광남일보, 대한일보, 남도일보