광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 권인찬 신소재공학부 교수팀이 산업폐기물 속에 포함된 수소를 이용해 폐기물 속 이산화탄소를 개미산으로 전환하는 효소를 발굴했다고 8일 밝혔다.
개미산은 수소를 저장할 수 있는 화학원료로 촉매를 이용해 이산화탄소에 수소를 결합해 만들 수 있다. 수소를 빠르고 효율적으로 저장할 수 있으며 합성 촉매와 달리 부생가스와 같은 여러 기체를 혼합한 자원에서도 사용할 수 있다.
권 교수팀은 부생가스와 같은 산업폐기물에 포함된 이산화탄소를 유용한 개미산으로 전환하기 위해 부생가스에 포함된 수소를 사용할 수 있는 효소 조합을 개발했다. 산소 저항성이 존재하는 수소화효소와 포메이트 탈수소효소 조합을 스크리닝을 통해 선정하고 효소 조합으로 산소가 존재하는 조건에서 별도 에너지 공급 없이 이산화탄소를 개미산으로 전환했다.
연구팀은 효소 조합이 부생가스에 존재하는 산소 조건에서도 활성이 저해되지 않는다는 사실을 규명했다. 산소에 강한 두 효소 복합반응을 통해 수소로부터 개미산 생산이 가능함을 확인하고 산소 존재 하에서 개미산 생산에 성공했다.
권인찬 교수는 “보통 수산화나트륨 등을 이용해 개미산을 공업적으로 만드는 과정에서는 열화학 반응이 필요한데 이를 위해 화석 연료를 태워 열을 만들 때 이산화탄소가 발생해 온실가스를 배출하게 된다”며 “산소가 포함된 산업폐기물 속 이산화탄소를 추가 에너지 공급 없이도 유용한 화학원료로 전환하는 친환경 탄소중립 기술을 개발했다”고 말했다.
이어 “후속 연구를 통해 실제 산업 폐가스에 적용해 탄소 중립 실현에 기여하는 기술을 연구할 계획”이라고 덧붙였다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 '도시형 생활폐기물 가스화 물질 혁신적 전환 선도 연구센터(ERC)' 과제를 받아 이뤄졌다. 바이오테크놀로지 분야 국제학술지인 '생명 공학 및 생명 공학의 프론티어' 온라인에 게재됐다.
