이산화탄소를 식량으로 바꾸는 듀얼 리액터 시스템

(Credit: Environmental Science and Ecotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.ese.2025.100525)

전 세계 과학자들이 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 더 유용한 물질로 바꾸려는 연구를 진행하고 있습니다. 이 가운데는 이산화탄소를 원료로 식량을 인공적으로 생산하는 것도 포함됩니다.

중국의 여러 기관 연구자들은 저널 환경 과학 및 기술 (Environmental Science and Ecotechnology)에 이산화탄소를 원료로 식량으로 섭취할 수 있는 박테리아를 키우는 듀얼 리액터 기술을 발표했습니다.

반응의 첫 단계는 이산화탄소를 아세타박테리움 미생물을 이용해 전기적으로 아세테이트로 생산하는 MES (microbial electrosynthesis)과정입니다. 아세테이트 자체를 더 유용한 석유화학 제품으로 만들 수도 있지만, 식량으로 삼기는 어렵기 때문에 연구팀은 이를 다른 호기성 세균에 먹이로 주고 키웠습니다. (사진 참조)

이런 방법으로 연구팀은 건조 중량으로 17.4 g/L의 배양 결과물을 수확했습니다. 건조 세균의 단백질 함량은 74%로 대두나 생선보다 높게 나타났습니다. 이렇게 만든 건조 세균은 사람이 먹거나 혹은 가축 사료로 사용할 수 있습니다.

이렇게 이산화탄소를 이용해 합성 연료나 플라스틱, 식량을 만드는 연구는 활발히 진행되고 있으나 여전히 비싼 가격이 상용화를 가로막는 장애물입니다. 결국 저렴한 비용으로 유용한 물질을 대량 생상하는 방법이 개발되어야 이산화탄소를 원료로 사용하는 산업이 일어날 수 있을 것입니다.

참고

https://phys.org/news/2025-01-dual-reactor-consumable-cell-protein.html

Zeyan Pan et al, Single-Cell Protein Production from CO₂ and Electricity with A Recirculating Anaerobic-Aerobic Bioprocess, Environmental Science and Ecotechnology (2025). DOI: 10.1016/j.ese.2025.100525

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