고염농축수를 활용한 미세조류 대량생산 시스템 파일럿 연구

Title
고염농축수를 활용한 미세조류 대량생산 시스템 파일럿 연구
Principal Investigator
강도형
Author(s)
강도형; 허수진; 오철홍; 손영백; 유신재; 백승재; 송유재; 이태희; 양현성; 서연지; 김태호; 서정민; 박광섭; 이지영; 이원규; 유용균
KIOST Author(s)
Kang, Do Hyung(강도형)Heo, Soo Jin(허수진)Oh, Chul Hong(오철홍)Son, Young Baek(손영백)Baek, Seung Jae(백승재)Song, Yu Jae(송유재)Lee, Tae Hee(이태희)Yang, Hyun Sung(양현성)Suh, Yeon Jee(서연지)Kim, Tae Ho(김태호)Seo, Jung Min(서정민)Park, Gwang Seob(박광섭)Lee, Won Kyu(이원규)Ryu, Yong Kyun(유용균)
Alternative Author(s)
강도형; 허수진; 오철홍; 손영백; 유신재; 백승재; 송유재; 이태희; 양현성; 서연지; 김태호; 서정민; 박광섭; 이지영; 이원규; 유용균
Publication Year
2018-12
Abstract
Ⅰ. 제목
고염농축수를 활용한 미세조류 대량생산 시스템 파일럿 연구

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
○ 제주 용암해수 담수화 시 생산되는 고염농축수를 활용한 에너지절감형 미세조류 대량생산 파일럿 테스트 연구

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
○ 제주 용암해수 담수화 시 생산되는 고염농축수를 활용한 미세조류 대량생산 파일럿 테스트 연구
○ 고염농축(고염분)수 적용 배양균주 선별 및 배양시스템 분석 등 활용가능 기술도출
- 용암해수 가공 후 배출되는 고염분수를 활용하여 유용 미세조류 자원을 배양
- 생물소재의 산업화 value chain에서 가장 중요한 원재료/소재 표준화를 위한 배양장치 및 시스템 기술 발굴
- 향후 시스템에서 배양된 원재료를 이용하여 항노화 소재 개발 전략 마련
○ 해수배터리 기반 배양 단가 저감 및 부산물 Na2CO3 활용 기술 도출
- 해수배터리 시스템의 CO2 포집 성능 검증
- CO2 포집 결과 산출되는 Na2CO3 자원화 방안 도출
- 일체형 ESS(Energy Storage System) 구축 전략 수립
○ 배출수 영향 평가/관리 기법 도출
- 배출수 주변해역 고염분 방류수 확산 범위 산정 기법 도출
- 배출수 주변해역 해양환경 및 생물 영향 평가 기법 도출

Ⅳ. 연구개발결과
○ 고염분 적응 및 생산을 위한 미세조류 및 미생물 탐색
- 기존문헌 및 유전체 정보 기반 고염분 적응 미세조류/미생물 탐색
- 고염 생장 우수 미세조류/미생물 선발, 생산용 배양배지 탐색 및 조성
○ 에너지 절감형 하이브리드(Energy-Saved Hybrid) 배양시설 계획
- 대형화 규모 모듈화 프로세스 설정(실험실 → 실외 12 ton → 300 ton)
- 고염/고농도 배양을 위한 scale-up 기술 단계별 예비 프로토콜
- 소형 해수배터리(300Wh) 기반 CO2포집, Na2CO3 생산 및 배양배지 재활용 검증 방안 도출
○ 미세조류 원재료 생산성 설계
- 일일생산성(30 g/m2/day 이상, KIOST 전략목표-2) 성과 추진 테스트
○ 항노화 후보소재 탐색(고염 적응 균주의 생리특이성 검증 및 생리활성 검증)
○ 해수배터리 적층 기술 및 고염분수 활용 검증
- 각 셀 별 과충/과방 방지, 결함체크 기능 검증, 적층을 고려한 수밀 구조 커넥터
○ 해수배터리 시스템의 CO2 포집 기술 개발 및 고염분수 활용 검증
- 고염분수 조건하에서 CO2 포집 성능 검증, 소듐카보네이트 추출 성능 검증 및 자동포집 기법 제안
○ 배출 연안역 수온/염분 실시간 관측 및 염지하수의 환경영향평가 기법 고찰

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
○ 고령사회에 대응하는 건강기능성 소재 발굴을 통한 건강기능식품 개발
○ 제주도를 대표할 수 있는 제품 개발을 통한 해양산업 및 제주도 발전에 기여
○ KIOST 제주연구소, 한국에너지기술연구원(KIER) 제주글로벌센터 및 제주테크노파크에서는 기관간 선순환 기술 융합사업 추진
○ 제주지역 특성(청정+해양자원)을 반영한 지역성장의 플랫폼으로 발전
- 배출 농축수의 안정적 방류 방안으로 농축수를 활용한 해양생물배양 및 해수전지 발전을 통한 해양 방류 최소화 및 지속적인 배출지역 모니터링
- State of Art (BT+IT+ET) 기술 집적을 통한 4차산업혁명 기술 플랫폼으로 전환
○ 시간해상도 및 공간해상도 높은 정밀 분석이 필요한 연안 환경모니터링 추진
Research Period
2018-08~2018-12
Sponsorship
한국해양과학기술원
Report No.
BSPE99702-11876-3
URI
https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/36530
Type
Report
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