고염농축수를 활용한 미세조류 대량생산 시스템 파일럿 연구

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