초록 ▼

연구개요
- 혐기성소화공정을 통해 발생되는 바이오가스는 일반적으로 메탄 50%, CO₂ 49%, 수분, H₂S 등 1%의 불순물로 구성되며, 도시가스, 차량용연료, 전기에너지로의 사용을 위해서는 반드시 고비용의 정제공정 필요하나, 생물학적 반응의 결과물로 발생되는 바이오가스로 인해 반응기 내부의 압력은 자발적으로 상승되며 (20기압 이상유지), 이러한 고압의 조건에서는, CH₄의 용해도는 크게 변하지 않는 반면, 제거 대상물질인 CO₂ 및 H

연구개요
- 혐기성소화공정을 통해 발생되는 바이오가스는 일반적으로 메탄 50%, CO₂ 49%, 수분, H₂S 등 1%의 불순물로 구성되며, 도시가스, 차량용연료, 전기에너지로의 사용을 위해서는 반드시 고비용의 정제공정 필요하나, 생물학적 반응의 결과물로 발생되는 바이오가스로 인해 반응기 내부의 압력은 자발적으로 상승되며 (20기압 이상유지), 이러한 고압의 조건에서는, CH₄의 용해도는 크게 변하지 않는 반면, 제거 대상물질인 CO₂ 및 H₂S의 용해도는 크게 증대되어 단일 반응기내에서 고순도의 바이오가스 (90% 이상)를 직접 생산이 가능하다고 보고되었음.
- 본 연구에서는 합성 & 실제 기질을 이용한 여러 고압 조건에서의 degradation kinetic 실험 및 분자생물학적 미생물 분석을 통해 고압 혐기성 소화공정의 성능 확인 및 관련 미생물에 대해 자세히 연구하고자 하였음.

연구 목표대비 연구결과
- 최초 과제 제안서 상의 최종 목표는 아래와 같음
1) 단일 고압 혐기성 반응기를 이용한 고순도 메탄가스 생성
2) 유기성 고형 폐기물로부터 안정적인 혐기성 소화효율 획득
3) 차세대 시퀀싱 분석법을 이용한 고압 혐기성 미생물 군집분석
- 3년간의 과제 수행결과 아래의 결과를 획득함
1) Glucose 및 가축분뇨로부터 고순도 메탄가스 생성 확인 (순도 80%이상)
2) 차세대 시퀀싱 분석법을 통해, 미생물 군집 분석 및 네트워크 분석완료
- 다만, 10기압 이상의 조건에서 안정적 연속운전이 가능한 반응조 제작 및 구성에 어려움 (연구비 제약 등)이 있어, 최초 계획하였던 continuous 방식이 아닌 fed-batch 혹은 batch 방식으로 연구를 진행하여, 실제공정으로의 직접적인 적용은 한계가 있었음.

연구개발결과의 중요성
- 본 연구에서는 최초로 혐기성 소화 공정에서 물리적 압력 (physical pressure) 이글루코스 분해에 미치는 영향에 대해 확인하였으며, 특히 차세대 시퀀싱 분석법을 기반으로 하여, 고압 혐기성 소화 관련 keystone 미생물을 네트워크 분석을 통해 실시하였음. 이러한 결과들은 고압혐기성 소화공정을 이해하는 매우 중요한 기초자료가 될 것으로 판단됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 나. 국내‧외 연구동향 ... 5
• 다. 연구계획 내용 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 12
• 끝페이지 ... 18