생물학적 수소.혐기발효 공정.복합수소생산미생물.홍색 비유황 세균.황 결핍 수소생산 공정.녹조류.수소생산효소.광합성 배양기.광 변환 효율.bio-hydrogen.anaerobic fermentation.purple non-sulfur bacteria.sulfur deprivation process.green algae.photo-bioreactor.light conversion efficiency.
초록▼
① 분리막 이용 고농도 배양과 연속발효공정 개발에 의해서 1단계 최종 목표인 혐기 (2ℓ-$H_2$/ℓ/시간) 발효에 의한 수소생산 기술을 확보하였다. ② 혐기발효에 의한 유기물로부터 수소 발생 전환효율은 50%이었다. ③ 하수슬러지로부터 혐기발효에 적용되는 수소생산성이 우수한 복합균주를 개발하였다. ④ 두부제조 폐수, 농산폐기물, 건조/농축 하수슬러지를 수소생산에 적용하여 국내의 환경에 맞는 수소생산 시스템을 개발하였다. ⑤ 광합성 발효에 의해 평판형 광합성 배양기로 수소생산성 30ℓ-H2
① 분리막 이용 고농도 배양과 연속발효공정 개발에 의해서 1단계 최종 목표인 혐기 (2ℓ-$H_2$/ℓ/시간) 발효에 의한 수소생산 기술을 확보하였다. ② 혐기발효에 의한 유기물로부터 수소 발생 전환효율은 50%이었다. ③ 하수슬러지로부터 혐기발효에 적용되는 수소생산성이 우수한 복합균주를 개발하였다. ④ 두부제조 폐수, 농산폐기물, 건조/농축 하수슬러지를 수소생산에 적용하여 국내의 환경에 맞는 수소생산 시스템을 개발하였다. ⑤ 광합성 발효에 의해 평판형 광합성 배양기로 수소생산성 30ℓ-H2/day/㎡에 도달하였으며, 이는 인공광 전환효율 7%로 목표치인 5%를 초과 달성하였다. ⑥ Thiocapsa roseopersicina와 Clostridium butyricum 유래 Fe-hydrogenase및 NiFe-hydrogenase를 분리하고 온도, 산소, 산도 특성을 연구하였다. ⑦ T. roseopersicina에서 유래하는 수소생산 효소는 산소/ 온도에 안정한 효소이며, 분리/정제 기술을 연구하여 생체모방 시스템에 의한 수소생산 기술을 가능하도록 하였다. ⑧ Nitrogenase, hydrogenase, gln BK 제거, 광합성기구 형성 조절이 변형된 균주 개량으로 수소생산성이 10배 향상된 광합성 세균(Rhodobactor sphaeroides KD 131)을 확보하였다. ⑨ 황 결핍 조건에서의 조류(Clamydomonas reinhardtti )에 의한 지속적 수소 생산 공정을 최적화하였다. ⑩ Rp. palustris P4 이용 일산화탄소로부터 수소생산 반응기 최적 조건을 확보하였다.
Abstract▼
■ Anaerobic fermentation - Isolation of single/mixed strains of hydrogen producing anaerobic microorganisms and process development - Determination of fermentation properties (substrate concentration, temperature, strain immobilization, $H_2$ partial pressure and metabolites) for
■ Anaerobic fermentation - Isolation of single/mixed strains of hydrogen producing anaerobic microorganisms and process development - Determination of fermentation properties (substrate concentration, temperature, strain immobilization, $H_2$ partial pressure and metabolites) for $H_2$ production - Development of high density cell cultivation using the membrane bioreactor - Optimization of MBR process for $H_2$ production - Application of the selected organic wastes for $H_2$ production $(10\ell-scale)$ ■ Photosynthetic fermentation - Determination of fermentation properties (substrate concentration, temperature, strain immobilization) for $H_2$ production of photosynthetic bacteria - Studies on photo-bioreactors (laboratory scale, artificial light, and the design of the reactor etc.) - Optimization of the culture conditions of photosynthetic bacteria, Rp, palustris P4, Rb. sphaeroides KD131 (immobilization, transparancy of light, light efficiency, reactor durability etc) - Gene manupulation of photosynthetic bacteria to improve the $H_2$ - Application of the concentrated sewage sludge, and the anaerobic culture residues for the $H_2$ production ■ Improvement of photosynthetic bacteria, Rhodobacter sphaeroides, for $H_2$ production - Deletion of R. sphaeroides KD 131 glnB, glnK genes - Study on Fe-hydrogenase, and NiFe-hydrogenase genes - Study on photosystem genes of bacterio-chlorophyll under the saturated light intensity - Improve the expression of nifHDK gene level (nitrogenase related gene) - Optimization of the expression for hydrogenase gene, hyd, in photosynthetic bacteria - Production of the photo-system related mutant to improve the $H_2$ production ■ Two-stage $H_2$ production by green algae under sulfur deprived condition - Optimization of high cell density cultivation using Chlamydomonas reinharditti - Optimization of culture conditions (light intensity, cell density, sulfur concentration) for $H_2$ production - Study on metabolites (acetate, starch) during cell cultivation - Study on water splitting by algae at the photosystem II to maximize the production of electrons - Effect of sulfur addition (concentration, time, period) on the growth of chlorophyll - Development of continuous culture systems using two-stage process ■ Characterization and purification of hydrogenase - Study on analytical procedures for enzyme activity and related reference search - Comparision of hydrogenases isolated from Clostridium butyricum, Pyrococcus furiosus, Thiocapsa roseopersicina - Extraction and purification of cytoplasmic hydrogenase originated from Thiocapso roseopersicina - Study on hydrogenase stability of oxygen and temperature ■ CO conversion process using Rp. palustris P4.
- Optimization of reaction conditions and the type reactor - Optimization of cultivation factors for $H_2$ production using Rp. sphaeroides P4 - Development of in-silico model of Rp. sphaeroides P4.
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