사업화 유망기술

[환경] 감마선을 이용하여 수율이 개선된 방사선 변이 미세조류

바이오에너지 및 가축사료에 적용 가능한 방사선 변이 미세조류 생산 기술

본 기술은 바이오에너지 생산을 위한 방사선변이 미세조류 생산기술

보유기관 : 한국원자력연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 방사선 조사를 통한 바이오에너지 생산을 위한 방사선 변이 미세조류 생산기술로 수율을 크게 향상시킴

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
바이오에너지 생산용 방사선변이 미세조류 10-1672407
바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체 10-1796950

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 방사선 조사를 통한 바이오에너지 생산을 위한 방사선변이 미세조류 생산기술로 수율을 크게 향상시킴

- 미세조류에 감마선을 조사하여 세포 내 전분 또는 지질의 생산성을 증가시킴

- 비조사 대조구에 비해 생장속도가 월등히 빠르고, 높은 세포 포화도를 지녀 바이오 에탄올과 바이오 디젤 생산에 매우 유용하게 활용 가능

대표도면

[Arti-BE1의 생장특성 분석(대조군, 파랑), (본 방사선 변이 미세조류 빨강)]

기존기술 대비 개선점

- 대조구 대비 우월한 생장속도 및 높은 세포 포화도 확인 (기존대비 시간 단축 및 수율 향상 확인)

- 공정 시간 단축과 원가 절감, 생산성 향상으로 경제성 향상 (기존대비 생산 비용절감 확인)

- 전분 및 지질축적량 월등히 증가 확인 (기존대비 약 2배 가까운 수치 증가)

기술 구현 내용

다음과 같은 과정을 통해 방사선 변이 미세조류 제조

- 1단계 : 미세조류 클라미도모나스 레인하드티 준비
- 2단계 : 시간당 50~150 Gy 방사선(감마선, X-선) 조사
- 3단계 : 전분 및 지질 함량이 증가한 미세조류 확인

기술도입 기대효과

- 친환경 재료를 이용한 기존 제품의 효율 향상 및 기업이미지 제고

- 다소 저조한 국내 미세조류활용 시장 선점 기대

- 관련 부처의 R&D과제 수주 및 실용화 사업 참여

시장동향

- 현재 각광받고 있는 대체에너지 중에 하나가 생물유래 바이오연료(biofuel)임 미세조류는 바이오연료의 원료로 사용되는 대표적인 원료로 취급받고 있음

- 국제에너지기구(IEA)에 의하면, 2030년에는 세계 바이오 연료 수요가 1억 톤을 돌파할 것으로도 예측

- 일부 중성지방 생산 비율이 높은 해양 미세조류를 원료로 사용. 육상작물에 비해 해양 미세조류의 단위면적당 기름 생산량이 수배에 달하며 성장속도가 빨라 연중 20회 이상 생산이 가능

- 2012년 해양미세조류 대량배양 실증배양장을 준공하였으며 단계적으로 2019년 석유 5만톤 대체 규모로 늘려 장기적으로 2030년 연간 석유 500만톤 대체 규모로 늘릴 계획

- 2015년 생산한 해양 바이오 디젤 혼합유로 자동차 주행시험에 성공하였고 2019년 바이오디젤의 생산단가를 경유가격과 같은 수준인 리터당 1달러로 낮추는 상용화진행중에 있음



[세계 바이오 연료 수요 증가추이]

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