국토해양부는 탄산무수화효소(carbonic anhydrase)를 이용해 온실가스인 이산화탄소를 고부가가치 탄산화합물로 직접 전환할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

 

탄산무수화효소는 이산화탄소를 물과 반응시켜 탄산으로 빠르게 전환시키는 효소로, 전환된 탄산은 양이온과 반응해 탄산화합물을 형성하게 된다.

 

포스텍(총장 김용민) 화학공학과/해양대학원 차형준 교수 연구팀이 주도한 이번 연구는 국토부가 추진하는 해양생명공학기술사업의 '해양바이오산업신소재기술개발'과 포항산업과학연구원의 그린사이언스 사업의 지원을 받아 수행됐다.

 

연구결과는 환경분야의 저명학술지인 '케모스피어(Chemosphere)' 온라인 속보(3월5일)에 게재됐으며, 이번 연구결과는 특허로도 출원돼 지식재산권이 확보됐다.

 

형성된 탄산화합물은 제지, 플라스틱, 고무, 시멘트, 페인트, 치약 등 다양한 산업용 소재로 활용될 뿐 아니라 칼슘보조제, 인공뼈 등의 건강 및 의료용 소재로도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

이산화탄소를 탄산화합물로 전환시키는데 활용된 탄산무수화효소는 이산화탄소를 물과 반응시켜(수화, hydration) 탄산으로 전환시키며 지금까지 알려진 효소 중에서 가장 활성속도가 빠르다. 이산화탄소의 수화는 자연적으로는 매우 느리지만 탄산무수화효소는 이 반응을 약 1000만배 빠르게 촉진시킨다.

 

소의 혈청에서 추출한 기존 탄산무수화효소는 그램(g) 당 약 300만원으로 실제 활용이 어려웠다. 하지만 이번에 개발된 재조합 탄산무수화효소를 통한 이산화탄소 전환 기술은 기존 효소를 대체해 저비용, 고효율로 대기 중의 이산화탄소를 저감하는데 활용될 수 있다는게 국토부의 설명이다.

 

차형준 교수는 "이번 연구는 온실가스인 이산화탄소를 고부가가치 탄산화합물로 실제적으로 직접 전환하는데 대량생산이 가능한 재조합 탄산무수화효소를 세계에서 처음으로 적용한 기술"이라며 "현재 세포 자체를 촉매로 이용하는 재조합 전세포 촉매 개발이 성공적으로 진행 중에 있으며 이를 통해 더욱 실제적이고 경제적인 이산화탄소 전환 공정의 개발이 이뤄질 것"이라고 연구의의를 밝혔다.