• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.52-64
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• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.16-22
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• 2006

생물학적 수소생산 공정은 다른 열화학적 공정이나 전기화학적 공정에 비하여 환경친화적이며 에너지를 덜 소모하는 공정이다. 생물학적 수소생산 공정은 크게 두 가지로 구별할 수 있는데, 광합성에 의한 수소생산과 혐기발효에 의한 수소생산이 그것이다. 광합성에 의한 수소생산 공정은 주로 물로부터 수소를 생산하고 동시에 공기 중의 이산화탄소도 저감하는 특징을 가지고 있으며, 혐기발효에 의한 수소생산 공정은 유기 탄소원을 섭취하는 박테리아에 의한 발효를 통해 이루어지는 공정이다. 본 논문에서는 생물학적 수소생산 공정에 대한 그간의 연구들에 대하여 살펴 보았다.

• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.57-63
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• 2011

화석연료가 고갈되어 감에 따라 사람들은 이를 대처할 수 있는 대체에너지를 찾기 시작했다. 이 대체 에너지는 환경 친화적이며 재생 가능해야 된다는 단서가 붙는데 그 중 가장 많은 주목을 받은 것이 수소이다. 현재 수소는 다양한 방법으로 생산되고 있는데 생물학적으로 수소를 생산하는 방법이 가장 환경 친화적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 아직 생물학적으로 수소를 생산하는 방법은 아직 상업화하기엔 경쟁력이 많이 부족하기 때문에 많은 연구자들이 바이오 수소 생산 방법과 그 생산성 및 생산수율을 높이기 위하여 노력하고 있다. 본 고에서는 생물학적 수소생산의 다양한 개발 접근방법들의 진행 추이를 정리하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.177-186
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• 2005

미래의 친환경 에너지인 수소에너지 생산을 위해서 생물학적인 수소생산방법에 관한 관심이 증폭되고 있다. 생물학적인 수소생산 방법에는 여러 가지가 있으나 그중 유기물을 혐기발효하여 수소를 생산하는 방법에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구에서 혐기성 미생물인 Enterobacter asburiae SNU-1이 쓰레기 매립지 토양에서 분리되어 수소생산 조건의 최적화 실험을 수행하였다. 본 실험에 이용된 미생물의 경우는 기존에 연구 된 적이 없는 새로운 종으로써 다른 미생물과는 다른 특징을 나타내며 수소생산 능력도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 미생물을 이용한 수소생산에 영향을 미치는 인자로는 pH, initial glucose concentration 등이 있으며 각각의 조건에서 수소생산량을 비교하였다. 실험 결과 strain SNU-1의 최적 pH는 7이었으며 최적 initial glucose concentration은 25 g/1이다 이와 같은 최적 조건에서 strain SNU-1은 6.87 mmol/l/hr의 productivity를 나타내었다. 또한 다른 미생물과 달리 미생물이 더 이상 자라지 않는 정지기에서 더 많은 수소생산량을 나타내는 특이한 거동을 보이는 것이 관찰되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.470-473
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• 2006

생물학적 수소생산을 위해 토양으로부터 새로운 균주인 Enterobacter asburiae SNU-1이 분리되었다 이 균주의 경우 다른 균주와는 달리 미생물 생장과 수소생산 phase가 분리되는 특징을 가지고 있다. 이러한 정지기에서의 수소생산은 미생물 내에 존재하는 formate hydrogen lyase를 사응하여 formate 분해에 의해 일어난다. 따라서 본 연구에서는 미생물 생장 phase에서 formate hydrogen lyase가 발현된 미생물을 얻고 이를 formate만 있는 배지에서 수소생산 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 앞으로 formate분해를 위한 조건을 최적화한다면 높은 수소생산성을 나타낼 것이라 기대된다. 또한, 이는 formate로부터 미생물촉매를 이용하여 수소를 생산하고 이를 연료전지로 공급하는 생물학적 reformer로써의 이용 가능성을 보여준다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.267-275
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• 2005

차세대 재생산성 에너지로 각광을 받고 있는 바이오디젤은 현재 주로 알칼리촉매를 이용하는 화학공정으로 생산하고 있으나 고에너지 요구성이며 대규모 생산시 폐수발생 등 환경오염 유발요인이 있기 때문에 친환경 생물공정의 필요성이 대두되고 있다. 생물촉매 리파제(lipase)를 이용하는 친환경 생물공정은 화학공정에 비해 다양한 장점을 제공하고 있으나 고가의 효소생산 비용문제로 실용화에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용의 생물학적 바이오디젤 생산 시스템 구축을 위해 고활성의 효소 개발, 경제적 재조합 대량생산, 반복 재사용을 위한 효소고정화 등을 통해 고효율의 생산반응계를 개발하였다. 우선 바이오디젤 생산공정에 적합한 리파제로서 CalB(Lipase B of Candida antarctica)를 선택하고 분자 진화기술을 이용하여 효소활성을 17배 향상시킨 CalB14를 개발하였다. CalB14를 효모 발현시스템을 이용하여 경제적 대량생산하기 위해 단백질분비를 획기적으로 개선할 수 있는 맞춤형 분비융합합인자기술(TFP technology)을 이용하여 재조합 CalB를 2 grams/liter 수준으로 분비생산하였다. 생산된 효소를 반복 재사용이 가능하도록 다양한 레진에 고정화하였고 최적의 바이오디젤 전환반응용 고정화효소를 개발하였다. 고정화효소를 효율적으로 재사용하기 위해 바이오디젤 생산용 고정상반응기(packed-bed reactor)를 제작하였으며 기질을 12시간내에 95% 이상 바이오디젤로 수십회 이상 반복전환할 수 있는 경제적인 생물학적 바이오디젤 전환 시스템을 구축하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.759-765
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• 2012

바이오 디젤 생산량 증가에 따라 공정 중에 부산물로 발생하는 글리세린의 과잉공급 및 가격 하락이 이루어지고 있다. 이에 따라 글리세린에 기반한 다양한 화학제품생산과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있으며 글리세린을 탄소원으로 한 1,3-프로판디올의 생물학적 생산은 그 중 하나이다. 1,3-프로판디올은 지금까지 화학적인 방법을 통해 생산되어 왔으나 생물학적인 방법을 통해 생산될 경우 공정의 친환경성 및 경제성 확보와 더불어 1,3-프로판디올을 중합원료로 하는 PTT (Poly(trimethylene terephthalate))의 바이오폴리머로서의 활용을 가능하게 한다. 그럼에도 글리세린 유래 1,3-프로판디올의 생물학적 생산의 경제성에 있어 핵심은 경제적인 분리공정의 수립에 있다. 본 총설에서는 1,3-프로판디올을 분리하기 위한 공정들에 대한 연구 동향을 소개하고 최근 에너지 절감과 더불어 1,3-프로판디올 분리와 부산물 제거를 동시에 달성할 있는 공정으로 주목받고 있는 수상이성분계 추출에 대한 연구개발 동향 및 전망을 제시하고자 한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권1호
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• pp.63-68
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• 2009

광생물학적 수소생산 잠재력을 가진 다양한 미소생물 가운데, 남세균은 21세기의 수소경제 시대에 적합한 생물군으로 오랫동안 알려져 왔다. 광생물학적으로 수소에너지를 생산하게 될 경우, 해양 단세포성 질소고정 남세균은 남세균류의 하부 분류군들 가운데 가장이상적인 종류의 하나로 평가되고 있다. 단세포성 질소고정 남세균을 이용한 수소생산 기술을 개발하기 위해 반드시 고려해야 할 3가지 사항은 1) 자연계에 존재하는 최우수 수소생산 종주의 확립 2) 광생물학적 수소생산을 뒷받침하는 종주-특이적 최적조건의 탐색 3) 유전학적 방법을 이용한 수소생산 종주의 개량 등이다. 본고에서는 광생물학적 수소생산기술의 상업화를 향한 최근의 연구 개발 추세를 돌아보고, 해양 단세포성 남세균 종주를 이용한 광생물학적 수소생산 기술 분야에서 한국의 세계선도적 지위 확보를 위해서는 향후 10-15년간 집중적인 연구 개발이 절실함을 제안하고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권6호
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• pp.427-432
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• 1999

농산물의 증산을 위한 과도한 농약 사용으로 인한 토양 생태계의 파괴를 줄이기 위하여 맹독성 농약을 대신할 수 있는 생물학적 방제제 개발의 일환으로 식물병원성 진균의 생육을 억제하는 siderophore를 생산하는 생물학적 방제균을 선발하여, 이를 동정하고 근부병균억제기작을 연구하여 향후 다기능 생물학적 방제제 개발의 기초자료를 활용하고자 하였다. 이를 위해 저병해 경작지 토양에 장기간 우점화 되어 있는 siderophore 생산 가능성이 높은 토착 길항미생물을 전국 각지의 저병해 경작지에서 분리하였고, 이들 중 siderophore 생산능이 높은 길항미생물 4종의 균주를 chrome azurol S(CAS) agar를 이용하여 선발하였다. 그 중 최고의 길항성을 나타내는 GL7 균주를 최종 선발하였고, API diagnostic test와 지방산 분석, 그리고 각종 생리학적 특성 및 형태학적 특성을 통해 동정한 결과 Pseudomonas fluoresceus의 한 균주임을 확인하였다. 최종 선발된 siderophore 생산균주 P. fluorescens GL7의 길항기작을 병원성 진균인 Fusarium solani를 대상으로 균사 생장과 포자 발아 등의 억제율을 조사한 결과 균사 생장 억제율은 75% 이상이며, 포자 발아억제율은 97% 이상으로 우수한 방제능을 확인할 수 있었다. 선발된 siderophore 생산능이 높은 길항균주 P. fluo-rescens GL7을 대상으로 토양 내에서 실제로 근부병에 방제력이 있는가를 조사하기 위해 강낭콩 종자(Phaseolus vulgaris L.)를 발병 기주식물로 사용하여 방제시험을 한 결과 F. solam만 처리한 경우는 30%의 성장율을, P. fluorescens GL7 균주와 F. solani와 함께 처리한 경우는 95% 정도의 성장율을 나타내어 약 65% 정도의 발병율을 줄일 수 있었다. 또한 F. solani와 P. fluorescens GL7을 처리하지 않은 무처리구에 비해 식물 물게가 147% 정도로 증가하여 식물의 생육도와 뿌리의 발육상태가 양호하였고, 근부병 발생도 거의 볼 수 없었으므로 아주 우수한 siderophore 생산성 생물학적 방제균을 선발할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제46권4호
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• pp.346-351
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• 2010

본 연구의 목적은 원유에 오염된 지역의 토양시료로부터 분리한 생물계면활성제 생산균주의 특성을 조사하기 위하여 실시하였다. 1% 원유를 포함하는 배지에서 균주 HK-3의 배양기간 동안, 생장, 생물계면활성제의 생산, pH의 변화 등을 조사하였다. 생물계면활성제의 생산능력이 뛰어난 균주인 HK-3를 선별하여, 이 균주의 배양기간에 따른 생장 변화와 생물계면활성제의 생산량, 그리고 pH에 대하여 관찰하였다. HK-3는 배양 36시간이 경과하였을 때, 가장 많은 양의 생물계면활성제를 생산하였다. 생물계면활성제 생산에 대한 부가탄소원의 효과를 알아보기 위하여 HK-3를 다른 부가탄소원(예, glucose, dextrose, mannitol, citrate, acetate)과 함께 배지에서 배양하였다. 그 결과, 생물계면활성제의 최대생산량은 mannitol을 포함하는 BH 고체평판배지에서 관찰되었으며, 투명대의 면적은 직경은 약 7.64 cm2로 측정되었다. 분리균주의 생리학적 및 생화학적 특성을 조사하였으며, 주사전자현미경을 통하여 불규칙한 막대형의 세균으로 관찰되었다. BIOLOG 시스템과 16S rRNA 염기서열을 이용한 계통유전학적 분석을 통하여 동정하여 Pseudoalteromons 종으로 확인되어 Pseudoalteromons sp. HK-3로 명명하였으며, GenBank에 [FJ477041]로 등록하였다.