미생물 연구로 탄소중립과 고부가가치 물질 생산
미생물 연구로 탄소중립과 고부가가치 물질 생산
  • 임성희 기자
  • 승인 2024.06.28 16:25
  • 댓글 0
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[이슈메이커=임성희 기자] 

미생물 연구로 탄소중립과 고부가가치 물질 생산

이상민 충남대 생물환경화학과 교수 / 환경미생물학실험실(사진=임성희 기자)
이상민 충남대 생물환경화학과 교수 / 환경미생물학실험실(사진=임성희 기자)

 

새롭고 강한 미생물 계속 발굴, 배양
축산분뇨가 전기가 되고 수소가 될 수 있다!

태양광을 받아서 자라는 식물, 이 식물을 먹고 자라는 동물, 동식물의 사체를 분해하며 번식하는 미생물 등 한 생태계 순환 과정을 구성하는 생물(Bio)의 총 덩어리(Mass)를 바이오매스라 부른다. 탄소중립 시대에 화석연료를 대체할 바이오매스 연료나 에너지에 많은 연구가 이뤄지고 있는데, 우리나라에서 미생물을 이용한 미활용 바이오매스 자원화 연구로 선두를 달리는 연구그룹이 있어 찾아가 봤다. 이상민 교수는 논문 연구 성과 뿐만 아니라 실증화 분야에서도 두각을 나타내며 미생물의 산업화라는 화두를 이끌고 있다.

식물연구자에서 미생물연구자가 되기까지
이상민 교수의 연구 이력이 흥미로웠다. 생화학을 전공해 식물분자생물학 박사학위를 받았는데 현재 그가 하는 연구는 식물이 아닌 미생물이다. “미활용 식물 바이오매스를 이용한 바이오 연료 생산과 같은 바이오에너지 분야에 크게 흥미를 느꼈고, 지금까지 연구해오고 있습니다. 처음에는 식물 바이오매스를 생각했는데 실질적으로 바이오매스를 전환하는 미생물 및 화학생물공학이 메인이더라고요, 다른 분야라 걱정이 많았는데 좋은 연구원 선후배님들 덕분에 제 연구영역을 넓힐 수 있었습니다” 그래서 그는 자신이 인복이 많은 사람이라고 했다. 많은 좋은 사람들 덕에 자신의 연구 인생이 자리 잡을 수 있었다는 것에 큰 감사를 드렸다. 식물의 대사 과정을 잘 아는 식물학을 베이스로 한 미생물 연구는 그가 미생물대사 과정을 좀 더 쉽게 이해하고 접근할 수 있는 원동력이 됐고 이는 그의 장점이기도 하다. 학위 후 SK이노베이션과 한국에너지기술연구원을 거쳐 2023년 충남대에 부임할 수 있었고, 당시 부임에 가장 큰 원동력이 됐던 건 비광합성 공정을 통해 생물학적으로 CO₂를 고부가 물질로 전환하는 연구가 우수한 논문으로 발표된 것과 산업에 관련된 연구개발을 오래 해오면서 실험실 수준을 뛰어넘는 다양한 실증연구 결과에 대한 좋은 평가였다. 특히 가축분뇨를 악취저감형 고속발효건조를 통해 에너지화하는 기술은 지금까지 2건이 기술이전 됐고 현재도 실증과 추가 기술이전이 논의되고 있다. 이 교수는 자신의 가장 큰 장점으로 연구커리어와 연구 방향성이 모두 사업화를 향하고 있다는 점을 꼽았다. “제 연구가 많은 사람에게 직접 와닿는 가시적인 성과로 나타나길 바라는 마음이 큽니다. 그래서 많은 사업체와 만나서 고민하고 의논하며 좋은 성과를 낼 수 있었고 현재 기술을 고도화하고 사업화하는 과정에 있습니다”

미생물 산업화하기 위해 최선
IP스타과학자 사업 선정, 축산 슬러지 고속 발효건조 공정 기술 사업화 기대

모든 탄소 물질은 미생물의 먹이가 될 수 있고, 그 과정을 이용해 고부가가치 물질로 전환하는 연구가 이상민 교수 연구의 핵심이다. 농업용 부산물뿐만 아니라 축산분뇨/음식물 쓰레기와 같은 유기성 폐기물, 폐플라스틱 등 탄소를 유발하고 환경오염의 원인이 되는 물질들이 그의 연구 대상이다. 우연히 축산 슬러지 관련 악취저감 기업 자문을 하다 그가 배양하는 미생물이 해결책이 될 수 있다는 걸 발견하고 이 교수는 축산분뇨 관련 연구에 적극적으로 뛰어들 수 있었고, 가축분뇨 악취저감형 고속발효건조 기술을 확보함은 물론 더 나아가 이를 에너지화하는 연구까지 이어지고 있다. 최근에는 ‘축산 슬러지 고속 발효건조 공정 기술의 사업화 추진을 위한 IP 고도화 및 상용화’ 연구로 ‘IP스타과학자 사업’에 선정되기도 했다. “산업체에서 실증연구를 해본 경험이 제 가장 큰 자산이고 저는 10년 이상 다양한 경험과 노하우를 가지고 현재 다수의 기업과 실증연구를 다년간 추진해오고 있다는 점에서 좋은 평가를 받은 것 같습니다”라며 그는 “축산분뇨와 같은 유기성 폐기물로부터 고속발효건조 공정을 통해 고형연료화는 물론 더 나아가 화학적으로 가스화를 통해 전기, 스팀, 열까지 생산할 수 있고 이후 촉매 공정과 연계하면 수소 생산까지 가능합니다. 관련해서 저희는 기술을 보유하고 있고 해당 기술에 다양한 산업 분야에서 관심이 많습니다. 타 분야 연구그룹과의 연계를 통해 국내에서 아직 개발되지 않은 연구를 사업화하는 게 목표입니다”라고 밝혔다. 덧붙여 그는 “현시대는 논문도 중요하지만, 연구성과가 사회 현안과 어떻게 연결되어 이바지하는지에 많은 의미가 부여되고 있고 제 철학도 사업화가 가능한 연구성과를 내는데 더 큰 방점을 두고 있습니다”라고 강조했다.

이상민 교수는 학생들로부터 받는 열정과 에너지가 큰 힘이 된다면서 서로 선순환을 이룰 수 있게 최선을 다하겠다고 말했다. 그의 연구실에서 미생물 산업화에 이바지할 수 있는 능력있는 인재가 양성되길 바라본다.(사진=임성희 기자)
이상민 교수는 학생들로부터 받는 열정과 에너지가 큰 힘이 된다면서 서로 선순환을 이룰 수 있게 최선을 다하겠다고 말했다. 그의 연구실에서 미생물 산업화에 이바지할 수 있는 능력있는 인재가 양성되길 바라본다.(사진=임성희 기자)

“로또를 사야 당첨될 확률 생겨, 장벽 세우지 말고 최선을 다했으면”
이상민 교수는 교수가 돼서 학생들을 가르칠 수 있다는 것에 큰 보람을 느낀다고 했다. “누군가의 앞에서 강의한다는 게 부담되고 힘든 점도 많았지만, 학생들이 질문을 하거나 수업에 흥미를 느끼고 많이 배웠다고 말할 때 정말 선생님이 보람되다는 생각이 많이 듭니다. 학생들과의 교류에서 얻는 보람 그리고 젊은 학생들이 뿜어내는 열정과 에너지가 저에게는 큰 힘이 됩니다”라며 그는 “저는 학생들이 스스로 장벽을 세우지 말고 하고자 하는 목표를 세워 항상 현재 상황에 최선을 다하면 좋겠다고 이야기합니다. 로또 당첨을 부러워만 말고 내가 직접 로또를 사야 조금이라도 당첨 확률이 생기잖아요, 뭔가 행동해야 미래에 변화가 생기고 주변 사람들도 나의 진정성을 알아봐 주게 됩니다. 학생들이 힘내서 연구에 임했으면 합니다”라고 말했다. 환경미생물학실험실에서는 미생물 실증, 사업화 연구는 물론 기존에 CO₂를 먹지 못하는 효모나 박테리아에서 직접적으로 탄소원으로써 CO₂를 소모하는 대사경로를 최적화하여 고부가 물질로 전환하는 플랫폼 구축 연구도 진행되고 있다. 
  축산분뇨가 전기가 되고 수소가 될 수 있는 세상을 여는 이상민 교수는 미생물을 다루는 마법사일지도 모른다. 그는 여전히 유익한 미생물을 발굴 중이고 그중에는 분명 황금알을 낳는 미생물이 있을 것이다. 산업화를 향한 그의 연구 의지가 있는 한 그의 연구는 분명 탄소중립을 향한 세상에 큰 역할을 할 것이다.

 

 

 


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