보건과학대학 환경공학부 전병훈 교수(연구책임자)와 황재훈 박사(제1저자)가 함께 진행한 연구논문이 2월 4일 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF=10.015)에 게재됐다. 논문 제목은 ‘산소 내성 자가 수소 생산기용 미세조류 발견’이다. 이 연구는 미래창조과학부의 중견연구자 지원사업과 환경부의 에코스마트 상수도 시스템 개발 사업의 지원을 받아 수행되었다.

최근 수소는 차세대 청정에너지로 주목을 받고 있다. 이에 수소를 발생시키는 미생물을 대상으로 한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이번 연구는 우리나라 미세조류에서 ‘자가 수소 생산 미세조류’를 발견하는 것이었다. 자가 수소 생산 미세조류는 고농도 산소 조건에서 활성이 가능한 수소화 효소(H2ase)를 지닌 미세조류이다. 수소화 효소(Hydrogenase, H2ase)란 미생물의 광합성 작용 시 발생되는 proton(H+)을 합성하여 수소를 생산하는 효소이다. 연구 결과 녹조류가 성장하면서 광합성 등을 통해 만드는 산소농도를 21% 이하로 제어하면, 극소량의 수소가 4일간 지속해서 발생하는 것을 확인했다.

이 연구는 미세조류를 공학적으로 응용할 수 있다는 점에서 특히 주목할 만한 성과이다. 최근 심각한 문제로 제기되는 녹조를 제어하는 연구에도 활용된다. 또한, 에코스마트 상수도사업단이 개발하는 고도 정수처리 기술 개발에도 기여할 것으로 기대하고 있다. 에너지 분야에도 활용이 가능하다. 미세조류를 자연계에서 쉽게 확보할 수 있게 된다. 조류 내 수소화 효소는 무산소와 유산소 조건에서의 생태학적 활동범위가 넓어져 응용과학으로의 접목이 유리하다.

전병훈 교수는 “비록 극소량이지만 차세대 연료인 수소 생산을 미세조류로부터 직접 생산할 수 있는 기술과 산소에 내성이 있는 수소화 효소를 발견함으로써 수소 생산 응용과학에 한걸음 다가가는 계기가 될 것이다.”라며, “수소경제사회로의 조기진입을 위한 원천기술을 확보함과 아울러, 앞으로 수소화 효소 유전자 규명 등 후속연구를 진행할 계획이다.”고 했다.