최근 연구에 따르면, 음식물 쓰레기에서 나온 빵 부스러기가 화학 제조에서 흔히 쓰이는 수소 첨가 반응의 수소 공급원으로 활용될 수 있다. 2월 23일 《Nature Chemistry》에 발표된 이 연구는 박테리아의 자연 발효 과정과 금속 촉매를 결합해, 단순한 음식물 쓰레기에서 다양한 가치 있는 화학 산물을 생성하는 방법을 소개했다. 계산 결과, 이 하이브리드 공정은 전체적으로 탄소 배출이 음수이며, 화학 제조를 보다 지속 가능한 산업으로 재구상하는 첫걸음이 될 수 있다고 연구진은 밝혔다.
수소 첨가 반응은 식품 생산, 플라스틱 제조, 의약품 합성에서 필수적인 공정이지만, 대부분의 수소는 화석연료를 이용한 스팀 개질 과정에서 생성되며, 이 과정에서 수소 1kg당 15~20kg의 이산화탄소가 배출된다. 에든버러대 화학생명공학 교수 스티븐 월리스는 산소가 없는 조건에서 대장균이 수소를 생성하도록 하고, 이를 금속 촉매와 결합해 화석연료 없이 수소 첨가 반응을 수행할 수 있는 방법을 연구했다.
연구진은 초기에는 포도당을 배양액에 사용했으나, 이후 빵 부스러기를 효소로 분해해 단순 포도당으로 변환, 이를 대장균에 공급해 수소로 전환하는 데 성공했다. 더 나아가, 일부 대장균을 유전자 조작해 필요한 전구체를 세포 내에서 직접 생성하도록 함으로써, 음식물 쓰레기를 친환경적 수소 생산 원료로 활용하는 가능성을 열었다.
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