연구자료 150 (혐기성수소세균처리)

목차

1. 서론
2. 혐기성 수소발효
3. 혐기성 수소생성세균
4. 단독분리된 수소생성세균에 의한 수소발효사례
5. 출처

본문내용

[초록]
혐기성 수소발효는 바이오매스에서 수소를 생물학적으로 직접 회수하는 기술로서 주목을 모으고 있다. 지금까지 혐기성 수소발효는 기초적인 연구개발 단계에 머물렀으나, 최근 들어 실증규모의 운전에 들어간 상태이다. 여기서는 혐기성 수소발효의 원리, 혐기성 수소생성 세균을 이용한 기존의 연구동향을 조사하고, 이를 통해 파악된 혐기성 수소발효의 최적조건에 대해 정리하여 공학적인 가능성을 살펴본다.
[keywords: 수소생성세균, 혐기성수소발효, 혐기성광합성발효, 혐기성비광합성발효, 발효대사산물]

1. 서론
일본 사회는 외국에서 수입한 화석에너지 자원의 대량소비로 유지되어 왔으나 화석자원의 유한성, 지구온난화를 비롯한 지구환경문제가 이슈로 떠오르면서 이산화탄소 저감과 이산화탄소를 배출하지 않는 클린에너지 개발 및 일본산 에너지자원의 확보가 필요한 상황이다. 이와 같은 상황에서 바이오매스에서 수소에너지를 회수하는 방법이 주목을 모으고 있다.
수소에너지는 에너지 효율이 우수하고 연소해도 물만 생성되므로 차세대 유력 에너지원으로 기대를 모으고 있다. 또한 바이오매스는 카본 뉴트럴의 성격을 가지고 있어 일본의 연간 부존량을 단순히 에너지로 환산하면 1,300×1015J(원유환산 약 3,500만kl)에 해당하므로, 일본산 에너지 자원의 일부를 충당하는 것이 가능하다.
바이오매스에서 수소를 회수하는 미생물은 주로 혐기성 광합성 세균 및 혐기성 비광합성 세균으로서 혐기성 비광합성 세균은 증식속도가 빠르고 바이오매스 기질의 이용범위가 넓으며, 증식에 빛을 필요로 하지 않기 때문에 연속적인 수소생성(수소발효)이 가능하므로 최근 들어 더욱 주목을 모으고 있다.

2. 혐기성 수소발효
2.1 해당 경로에 의한 수소생성경로
수소발효는 혐기성 세균의 기질특이성과 에너지 획득의 용이성 등의 이유로 인해 기질로서 주로 탄수화물이 이용된다. 탄수화물은 가수분해 세균에 의해 저분자인 단당류로 가수분해된다.
혐기성 대사에서 대부분의 세균군은 해당계를 이용하는데, 단당 주로 글루코오스에서 피루빈산을 생성하며 피루빈산에서 다양한 발효산물을 합성한다(그림 1).

참고자료

· 河野 孝志, “혐기성 수소 생성 세균의 수처리 기술”, 첨단환경기술, 2013년1월호, 통권236호, pp.74~79
· 한국과학기술정보연구원(KISTI) : http://www.kisti.re.kr
· 고경력과학기술인 프로그램 : http://www.reseat.re.kr
· 한민족과학기술자네트워크 : http://www.kosen21.org
· 한중일영 한자 센터: http://www.upaper.net/efictions