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[한국해양과학기술원] Thermococcus spp. 로부터 분리된 신규한 수소화효소를 암호화하는 유전자 및 그 유전자를 갖는 미생물을 이용하여 수소를 생산하는 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

써모코커스 온누리누스 WTC155T 균주 및 이를 이용한 수소생산방법

보유기관 및 연구자 : 한국해양과학기술원 해양생명공학연구센터 이정현

특허정보
써모코커스 온누리누스 MC02 및 이를 이용한 수소생산방법 (No : 10-1580488)

써모코커스 온누리누스 WTC155T 균주 및 이를 이용한 수소 생산방법 (No : 10-1534483)

수소생산능이 증가된 써모코코스 온누리우스 엔에이원 돌연변이 균주 및 이를 이용한 수소생산방법 (No : 10-1401603)

포름산염으로부터 수소생산능이 증가된 써모코코스 돌연변이체 및 이를 이용한 수소생산방법 (No : 10-1736485)
거래조건 : 추후 협의

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: · 본 기술은 Thermococcus 속에 속하는 고호열성 신균주로부터 분리한 신규한 수소화효소(hydrogenase), 이를 암호화하는 유전자 및 이들을 이용하여 수소를 생산하는 방법에 관한 기술임

기술의 필요성: · 수소에너지는 중량당 발열량이 석유보다 3배 이상 높으면서도, 이산화탄소, NOx, SOx 등 환경에 악영향을 미칠 수 있는 물질들을 배출하지 않아, 장차 화석에너지를 대체할 에너지로써 각광받고 있음

· 기존부터 사용된 수소 생산 방법은 다시 화석연료를 사용하여 고온, 고압 조건을 만들어야 하는 문제가 있으며, 일산화탄소를 포함한 혼합가스를 발생시키므로 그러한 가스로부터 일산화탄소를 제거하여야 하는 어려운 문제를 발생

· 따라서, 유기 탄소를 이용하여 수소를 생산할 수 있는 미생물들을 이용하여 수소를 생산하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있음

기술적 유용성: · 수소는 산업용기초소재부터 일반연료, 자동차, 비행기, 연료전지 등 현재의 에너지시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에서 이용 가능

· 일산화탄소와 같은 환경오염물질을 먹이원으로 배양할 수 있어 제조공정에서 일산화탄소를 배출하는 기업에게도 일산화탄소 저감의 획기적인 방안을 제시해 줄 전망

[수소에너지 이용 분야]

기술의 특징: · 서열번호 5의 아미노산 서열로 이루어진 수소화효소(hydrogenase)와 서열번호 16의 염기 서열로 이루어져 있으며 상기 수소화효소를 암호화하는 유전자

· T. onnurineus NA1 은 8종류의 신규한 수소화효소 유전자 클러스터를 갖고 있으며, 상기 클러스터에 속하는 수소화효소는 서열번호 1 내지 서열번호 8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 아미노산 서열을 포함하는 단백질 및 이의 기능적 동등물을 제공

· 본 발명은 상기 아미노산을 암호화하는 서열번호 12 내지 서열번호 19 유전자를 제공(상기 서열번호 1 내지 서열번호 8의 아미노산이 각각 서열번호 12 내지 19의 유전자에 대응됨)

[T. onnurineus NA1 의 8개 수소화효소 유전자 클러스터]

기술의 우수성: · 기존의 화학적 생산 방법과 달리 고온, 고압 조건을 필요로 하지 않음

· 상온, 상압 조건에서 수소를 발생시킬 수 있으며, 유해한 부산물을 발생시키지 않는다는 장점

· 미생물을 이용하여 수소를 생산하는 종래의 기술과 비교하더라도 고순도의 수소를 고효율로 생산할 수 있음

· 고온 조건에서도 수소를 생산할 수 있는 장점이 있음

· 석유정제공정 등에서 배출되는 고온의 일산화탄소를 별도의 냉각과정 없이 바로 포획하여 수소생성에 활용할 수 있는 경제적 이점

· 공기정화의 측면에서도 유용하게 이용될 수 있음

경쟁동향: · 국내 수소산업은 공급 및 수요 가치사슬 내의 단기적 수익성이 기대되는 분야에서 부분적으로 글로벌 경쟁력을 구축하고 있음

· 공급부문의 경우 수소경제시대 초기에 충분한 부생수소 생산 설비를 보유하고 있으며, 수요부 문은 발전용 연료전지 산업을 중심으로 연료전지 산업의 전반적인 부문에 있어 일정 수준의 경쟁력을 확보하고 있음

시장 동향 및 전망: · 해양수산부는 향후 3년간 약 120억 원을 투입하여 발전소·제철소 부생가스와 해양 미생물을 이용한 바이오수소 생산기술 상용화 연구 착수

· 환경오염 유발물질을 배출하지 않으면서 대기오염물질인 일산화탄소를 원료로 사용하기에 대기오염 저감효과 기대

· IEA 전망에 따르면, 지구온난화 문제를 해결하는 수준인 BLUE 시나리오를 적용하면 2050년까지 수송용 바이오 연료는 2007년 시장규모(0.4억 toe)에 비해 20배 성장(8억 toe)할 것으로 나타났음

[전 세계 수송용 바이오연료 시장 현황 및 전망]