한국에너지기술연구원 김민식 박사 연구실

연구실 개요

본 연구실은 2018년 3월 새롭게 출발한 한국에너지기술연구원 광주 바이오/에너지 연구개발센터 (광주 북구 첨단지구에 위치)에 소속되어 있습니다. C1 가스 자원화와 관련하여, 메탄, 일산화탄소, 이산화탄소를 생물학적 방법을 통해 유용한 바이오연료 및 바이오 화학물질로 전환하기 위한 연구에 주력하고 있으며, 연구 분야는 크게 생촉매 개발 및 가스 반응 시스템 개발로 나눌 수 있습니다

주요 연구 내용 소개

본 연구실에서는 C1 가스 리파이너리 사업단의 지원을 받아 메탄자화균인 Methylomonas sp. DH-1 이용하여 메탄으로부터 숙신산을 생산하는 생촉매 기술 개발연구를 수행하고 있습니다. 숙신산은 플라스틱 소재, 화장품, 식품 등 다양한 분야에 적용되는 고부가 플랫폼 화합물로서 (그림 2), 2018년 현재 72억 달러의 시장 규모를 가지고 있으며 매년 그 규모가 증가하고 있습니다. 또한 최근에는 미생물 발효를 통한 숙신산 생산이 화학적 합성을 통한 숙신산 생산 규모를 앞지르고 있습니다.

메탄자화균 이용 숙신산 전환과 관련하여 본 연구실에서는 메탄자화균의 omics 데이터 기반 메탄자화균의 대사경로를 분석하고, 메탄자화균에 적용할 수 있는 유전공학 tool 을 개발하는 연구를 통해 최종적으로 숙신산 생산성이 높은 형질 전환 균주를 확보하기 위한 연구를 진행 중입니다 (그림 3). 또한 형질 전환 균주의 성능을 확인하기 위해 배양 조건을 최적화 하고, 다양한 scale 의 미생물 반응기를 운전하는 연구를 동시에 진행 중이며, 미생물 가스 발효 및 가스 분석에 필요한 장비를 구축하고 있습니다 (그림 4).

연구실 현황

한국에너지기술연구원 광주 바이오/에너지 연구개발센터 미생물 공정 연구실은 선임연구원 5명, 박사과정 1명, 석사과정 2명으로 구성되어 있습니다. C1 가스 리파이너리 사업단의 지원을 받아 “메탄자화균을 이용한 고효율 메탄 전환 숙신산 균주 개발” 연구를 수행하고 있으며, 서울시립대학교와 상호 협력을 통해 메탄으로부터 효율적으로 숙신산을 생산하는 미생물 촉매 개발 연구를 진행중입니다. 이 외에도 이산화탄소 전환 생촉매 기반 바이오 리파이너리 기술 개발, 고효율 수소 생산을 위한 고압 수성가스 전환 생물 반응 시스템 개발, 일산화탄소 기반 합성가스를 이용한 바이오 알코올 생산 기술 개발 연구를 진행 중이며, 가스 리파이너리 관련 생촉매의 기초 연구부터 산업적 응용까지 폭넓은 연구를 진행할 예정입니다.