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[한국해양과학기술원] Thermococcus spp. 로부터 분리된 신규한 수소화효소를 이용해 미생물을 이용하여 수소를 생산하는 방법

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

일산화탄소를 이용해 수소를 생산해 낼 수 있는 Thermococcus spp. 로부터 분리된 신규한 수소화효소, 이를 암호화하는 유전자 및 그 유전자를 갖는 미생물을 이용하여 수소를 생산하는 방법

보유기관 및 연구자 : 한국해양과학기술원 / 강성균

특허정보
일산화탄소를 이용해 수소를 생산해 낼 수 있는 Thermococcus spp. 로부터 분리된 신규한 수소화효소, 이를 암호화하는 유전자 및 그 유전자를 갖는 미생물을 이용하여 수소를 생산하는 방법 (No : 10-1736484)
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: · 기존 수소생산방법에 비해 경제적이고 효율적이며, 고온에서도 수소를 생산할 수 있는 방법으로, Thermococcus 속에 속하는 고호열성 신균주로부터 분리한 신규한 수소화효소(hydrogenase)를 암호화는 유전자 및 이를 이용하여 수소를 생산하는 방법에 관한 기술

기술개발배경: · 미생물을 이용한 생물학적 수소생산 방법은 생성된 가스에 일산화탄소를 포함하지 않고, 고온, 고압조건을 만들 필요가 없어 대체 에너지로 적합하며, 향후 수소에너지는 미래 에너지믹스에서 중요한 비중을 차지할 것으로 전망됨

기존기술 한계: · 최근 환경 보호에 관한 관심이 높아짐에 따라 화석에너지를 대체할 에너지 개발의 수요가 증가
· 물의 전기분해, 천연가스나 나프타의 열분해 또는 수증기개질법과 같은 수소 생산기법은 화석연료를 사용하고, 일산화탄소를 제거해야 하는 문제가 있음

YPS 또는 포름산염-함유 배지에서 ΔmchTNA1, Δmfh1TNA1 또는Δmfh2TNA1 돌연변이 균주의 성장 및 수소생성

개발기술 특성: · 중량 당 발열량이 석유보다 3배 이상 높고, 이산화탄소, NOx, Sox 등 환경에 악영향을 미치지 않는 수소에너지를 생산하는 기술
· 배양용기에서 형질전환체를 이용하여 수소를 생산하는 기술
· 수소생성과 관련된 고호열성 신균주 Thermococcus onnurineus NA1의 유전자들로 실험을 한 결과 고온의 환경에서도 많은 양의 수소를 생성하였고, 특히 일산화탄소(CO) 또는 포름산염(formate)을 첨가한 배양조건에서 많이 발현되는 신규한 수소화효소들을 발견

기술구현: · T. onnurineus NA1의 CODH-MCH-MNH3, FDH1-MFH1-MNH1, FDH2-MFH2-MNH2수소화효소 클러스터를 구성하는 유전자가 모두 작동 가능하도록 연결된 재조합벡터를 제공
-CODH-MCH-MNH3 수소화효소는 서열번호 21(CODH 탈수소화효소) 및 서열번호 16(MCH 수소화효소)의 유전자를 포함
-FDH1-MFH1-MNH1 수소화효소는 서열번호 20(FDH1 탈수소화효소) 및 서열번호 13(MFH1 수소화효소)의 유전자를 포함
-FDH2-MFH2-MNH2 수소화효소는 서열번호 22(FDH2 탈수소화효소) 및 서열번호 18(MFH2 수소화효소)의 유전자를 포함

시장동향: · 수소연료 글로벌 시장 규모와 수요가 지속적으로 성장할 것으로 전망되며, 특히 지구온난화 문제와 에너지 자원의 지역적 편중으로 인한 문제를 동시에 해결할 수 있는 대안
· 2015년 이후 글로벌 수소 시장 규모는 $2조 5000억 (약 3034조 원) 규모에서 2050년 $25조 (약 3345억 원)로 증가할 것으로 전망됨