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2019년 1월 12일 토요일

흰개미 장내 미생물로 석탄에서 메탄 가스를 생산한다?




(Credit: University of Delaware)


 델라웨어 대학과 버지니아에 위치한 아크텍 ARCTECH 사가 공동으로 흰개미의 장내 미생물을 이용해서 석탄에서 천연 가스의 주성분인 메탄으로 바꾸는 연구를 발표했습니다. 이 연구를 이끈 델라웨어 대학의 프라사드 드후르자티 (Prasad Dhurjati) 교수에 의하면 처음 들었을 때는 뭔가 이상한 소리처럼 들리지만, 사실 생각해보면 석탄 자체가 3억년 숙성된 (?) 나무이므로 이를 흰개미의 장내 미생물이 대사할 수 있다는 사실은 놀랍지 않은 것이라고 합니다. 


 흰개미는 적어도 3000종 이상이 알려져 있으며 그런 만큼 이들의 장내 미생물도 매우 다양합니다. 그렇긴 해도 이 가운데 석탄을 분해하는 미생물이 있다는 사실은 흥미롭습니다. 아무래도 3억년 정도 광물화가 진행된 화석을 분해하는 것이니까요. 물론 주성분이 탄화 수소로 상당한 에너지를 담고 있다는 점을 감안하면 놀라운 일은 아닐 수도 있습니다. 연구팀은 컴퓨터 모델을 통해서 이 복잡한 과정을 분석했습니다. "lumped kinetic mathematical model", "reaction connectivity model," 이라는 다소 복잡한 분석 방법을 통해 이 과정을 연구한 것입니다. 




(동영상 1) 



(동영상 2) 


 연구팀은 이 미생물이 상당한 가능성을 지니고 있다고 생각하고 있습니다. 현재 화석 연료의 대부분은 채굴이 어려운 석탄의 형태로 존재하고 있습니다. 물론 채굴이 가능한 것만 생각해도 석탄은 1조톤 이상 존재하기 때문에 자원양이 막대하며 쉽게 고갈되지 않을 것입니다. 문제는 석탄 화력 발전이 너무 많은 오염 물질을 만든다는 것입니다. 더구나 이산화탄소 배출량 역시 다른 발전 방식보다 많아서 점차 외면받는 추세입니다. 


 여기서 메탄 가스를 생산할 수 있다면 더 깨끗한 화석 연료가 가능할 뿐 아니라 수소를 추출해 사용할 수도 있습니다. 더 나아가 미생물을 이용한 방법은 지하 깊숙이 있는 경제성 없는 석탄층에서도 유용한 메탄 가스를 추출할 수 있는 기회를 제공할지 모릅니다. 다만 경제적으로 추출이 가능할지는 역시 두고봐야 알 수 있습니다. 셰일 가스 처럼 현재 상당히 저렴해진 대안과 경쟁해도 경제성이 있는 수준이 아니라면 쉽게 상용화되기는 어려울 것입니다. 


 아무튼 석탄을 소화시키는 미생물이 흰개미 장에 있다는 것만으로도 흥미로운 이야기라고 하겠습니다. 


 참고 


Abhilash Sharma et al. Modeling Framework for Biogenic Methane Formation from Coal, Energy & Fuels (2018). DOI: 10.1021/acs.energyfuels.8b01298



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