고대 세종캠퍼스 연구팀, 미세조류 바이오매스 수확 ‘저비용 고효율’ 기술 실현

생명정보공학과 백승필 교수·자연과학연구소 윤효직 박사 공동개발

고려대학교 세종캠퍼스 생명정보공학과 백승필 교수

고려대학교 세종캠퍼스 생명정보공학과 백승필 교수와 자연과학연구소 윤효직 박사가 실증형 1톤 이상 규모에서 미세조류 바이오매스를 경제적으로 수확하는 기술을 성공적으로 개발했다.

미세조류 바이오매스는 기존 1·2세대 바이오매스보다 단위 면적당 에너지 생산량이 최대 100배 높다. 또한 이산화탄소(CO₂)를 소비하며 성장하는 특성이 있어 온실가스 감축에도 기여할 수 있다. 생체 내 지질을 함유하고 있어 바이오연료 생산도 가능하다.

그러나 경제적 상용화를 위해서는 생산 비용을 현재보다 10배 이상 낮춰야 한다. 특히 전체 생산 비용의 20~30%를 차지하는 수확 공정이 상용화의 가장 큰 걸림돌로 꼽힌다.

백승필 교수 연구팀은 용존공기부상(DAF·Dissolved Air Flotation) 공정과 스크류 프레스 여과 공정을 결합해 에너지 소비를 줄이면서도 수확 효율을 높이는 새로운 공법을 개발했다. 이 기술을 랩(lab) 규모에서 실증형 규모(하루 최대 10톤)까지 확장해 지속적인 미세조류 바이오매스 수확이 가능한 플랫폼을 구축했다.

기존 수확 방식인 원심분리(Centrifugation) 및 막 분리(Membrane Filtration)는 높은 에너지 소비와 규모 확장의 어려움이 있었다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 다단 수확 공정(DAF+Screw Press Filtration)을 구축했다. 이 기술을 활용하면 연속적으로 4톤 이상의 미세조류를 수확할 수 있고 수확 과정에서 사용되는 에너지를 60% 절감할 수 있다.



또한 이 기술은 고려대학교 안암캠퍼스 심상준 교수 연구팀이 개발한 대규모 미세조류 광배양기와 연계해 배양부터 수확까지 가능한 통합 플랫폼을 완성했다.

백승필 교수는 “이번 연구 성과는 향후 수백 톤 규모의 미세조류 바이오매스 생산공정으로 확장될 수 있는 핵심 기술이며 커지는 미세조류 기반 바이오매스 산업의 상용화 가능성을 높일 것”이라며 “미세조류뿐만 아니라 타 미생물 기반 바이오매스에도 활용될 수 있는 중요한 기술”이라고 강조했다.

이번 연구는 DAF 공정과 스크류 프레스 여과(Screw Press Filtration) 공정을 활용한 다단 수확 기술을 제안하며 연구 결과는 세계적 권위지인 ‘Bioresource Technology(I.F.: 9.7, 농업공학 분야 1위 저널)’ 2025년 2월호에 출판됏다.

고려대학교 세종캠퍼스 자연과학연구소 윤효직 박사