해저에서 일반적으로 발견되는 유기 물질을 변환시켜서 전기에너지를 생산하는 미생물이 미국 메사추세츠대학(Univ. of Massachusetts)의 미생물학자들에 의해 발견됐다. 이번 연구 결과는 미국의 저명한 학술지 사이언스(Science), 1월 18일자에 발표됐다.

이번에 동정된 미생물은 새로운 전력 생산 기술 개발을 비롯해 산업적, 군사적 응용 가능성이 매우 높을 것으로 전망된다. 또한 미생물이 전기를 생산하고 이를 이용하는 기작에 대한 이해의 폭을 넓힘으로써 석유와 기타 방향성 탄화수소 같은 유기물에 의해 오염된 수질과 침전물 등을 정화시키는 신기술 개발까지 가능할 것으로 예상된다.

이번 연구는 미국 보스턴 항구로부터 물과 침전물 시료를 수집한 다음 이들을 이용해 전기를 생산할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 일련의 실험을 시도했다. 먼저 연구진은 수집한 물을 유리병에 주입한 다음 일반 진흙을 첨가하고 흑연 전극(graphite electrode)을 각각 진흙과 물에 꽂은 후 전기에너지 발생 여부를 조사했다. 일종의 원시적인 배터리를 만든 것이다. 그 결과 백열 전구나 간단한 컴퓨터를 구! 동하기에 충분한 전기에너지가 생산된다는 사실을 확인할 수 있었다.

연구진은 보강 실험을 통해 전기에너지가 생성되는 핵심적인 요인으로 지오박터(Geobacters)라는 미생물군의 기능이 필수적이라는 또 다른 증거를 발견할 수 있었다. 일반적으로 사람을 포함한 생물체들은 산소를 이용해 유기 화합물을 산화시키는 방식으로 에너지를 얻는다. 그러나 이번에 동정된 지오박터는 산소 대신 토양에 존재하는 철을 이용해 에너지를 생산하기 때문에 산소가 없는 환경 조건에서도 생존할 수 있다.

실제로 이번 연구는 보스턴 항구에서 수집한 물과 침전물을 기초로 설계한 배터리의 음극 부분에서 디설푸로모나스 아세톡시단스(Desulfuromonas acetoxidans)라는 지오박터가 높은 농도로 존재한다는 사실을 관찰할 수 있었다. 그리고 침전물에 존재하는 이 세균을 인위적으로 파괴했을 경우 전기에너지 생산이 중단되는 것으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 진흙에 존재하는 미생물군에 의해 복잡한 구조의 유기 화합물이 초산염(acetate)으로 먼저 분해되고 지오박터가 초산염으로부터 전자를 이동시키는 방식으로 전기에너지가 생성된다는 설 資甄?

이외에 이번 연구는 지오박터를 이용해 톨루엔(toluene) 같은 독성 유기 화합물을 전기에너지로 변환시킬 수 있다는 사실도 확인했다. 이 같은 일련의 연구 결과들은 동정된 미생물을 이용해 폐기물로부터 전기에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 환경을 오염시키는 물질까지 제거하는 것이 가능함을 의미한다.

미생물을 이용해 전기를 생산할 수 있다는 사실을 확인한 연구 사례가 이번이 처음은 아니라고 한다. 그러나 이전의 연구 사례는 인위적인 환경 조건을 만들어 주었을 경우에 특정 화학 물질로부터 전기에너지가 생산된다는 내용만을 담고 있었다. 따라서 해양 환경 조건에서 널리 서식하는 미생물군이 자연적인 조건에서도 전기에너지를 생산할 수 있다는 사실을 증명한 연구 사례는 이번이 처음이다.

출처 : KISTI, 생물과학 등 록 일 2002-01-19 원문출판일 2002년 01월 17일

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운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.07.17 18:16

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