박테리아가 만든 고에너지 제트/로켓 연료

(Scientists turned to an oddball bacterial molecule that looks like a jaw full of sharp teeth to create a new type of fuel that could be used for all types of vehicles, including rockets. (Credit: Jenny Nuss/Berkeley Lab))

(An extract of jawsamycin extracted from the capricious bacteria. (Credit: Pablo Cruz-Morales))

미국 에너지부 산하의 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab)) 의 과학자들이 기존의 제트 연료나 가솔린보다 에너지 밀도가 더 높은 바이오 연료를 개발했습니다.

탄화수소 계열 연료도 구조에 따라 리터 당 에너지 밀도는 서로 다를 수 있습니다. 과학자들은 사이클로프로판 cyclopropane 고리를 많이 만들수록 에너지 밀도가 증가한다는 사실은 알고 있었지만, 이를 대량 생산하는 일이 까다로웠습니다.

연구팀은 박테리아를 작은 화학 공장으로 삼아 polycyclopropanated fatty acid methyl esters (POP-FAMEs)라는 연료 후보 물질을 개발했습니다. 사이클로프로판을 자연적으로 생산하는 스트렙토마이세스 (Streptomyces) 박테리아를 이용해 7개의 사이클로프로판 링을 지닌 POP-FAME을 만들었는데, 연구팀은 이를 퓨얼마이신 (fuelimycins)이라고 명명했습니다. 사실 이는 5개의 링을 지닌 죠우사마이신 (jawsamycin) 이라는 천연 물질에서 한 단계 더 나아간 것입니다.

퓨얼마이신의 에너지 밀도는 50 megajoules per liter (MJ/L) 이상으로 가솔린의 32MJ/L나 일반적인 제트 연료 및 로켓 연료의 35MJ/L보다 높습니다. 따라서 같은 연료로 더 강한 추력을 내거나 반대로 같은 추력을 내더라도 연료를 아낄 수 있습니다. 로켓이나 항공기에서 유용한 특징입니다.

물론 상업적 대량 생산이 가능해야 진짜 의미가 있지만, 이 연구는 바이오 연료가 일반 화석 연료보다 우수할 수 있는 가능성을 보여줬다는 데서 흥미로운 소식입니다. 실제로 경제성 있는 연료 생산이 가능할지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/energy/bacteria-biofuel-higher-energy-density-jet-fuel/

https://newscenter.lbl.gov/2022/06/30/bacteria-for-blastoff/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435122002380?via%3Dihub

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