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안녕하십니까,

현재 저희 연구실은 미국 아이오와 (Iowa) 주의 인구가 약 5만명 정도 되는 에임스 (Ames)라는 아름다운 대학 도시에 있습니다.
저희 Biorenewable Engineering Laboratory (BEL)은 아이오와 주립대 (Iowa State University)의 Agricultural and Biosystems Engineering 학과에 속해 있습니다,

저희 아이오와 주립대학은 재학생이 약 26,000 명 정도 되고 특히 농학 공학 등의 프로그램이 좋은 대학입니다.
특히 저희 학과는 미국 US News의 평가에 의하면, 미국내 학부/대학원 순위가 2위-4위 사이에 (2008-2009년) 평가되는 우수한 학과입니다.

이 홈페이지는 한국에 계신 미래의 유학생들과 또한 바이오매스(biomass)/바이오에탄올 (bioethanol)등에 관심이 많은 분들에게 저희 연구를 소개하려 만들었습니다.

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저희는 10년 이상 바이오매스 (biomass) 연구를 해왔으며 주로 주로 옥수수 대나 농업 부산물 등 차세대 (목질계) 바이오매스를 이용하여 바이오에탄올 (bioethanol)을 비롯한 여러제품들 (biobased products)을 생산하는 공정 연구를 주로 해왔으며, 특히 그 중 가장 중요한 부분인 전처리 (pretreatment) 쪽에서는 많은 연구와 기술 개발을 해왔습니다.

현재 저희 연구실에서는 주로 목질계 바이오에탄올 등의 바이오연료 (biofuel)들과 biomass로 부터 여러가지 bio-based products 들을 생산하기 위한 환경 친화적인 green technology, 현재 한국에서 많은 관심을 가지고 있는 있는 녹색 기술을 주로 연구하고 있습니다.

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목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 생산 하는 공정은 크게 (1) 전처리 (2) 효소당화 (enzyme hydrolysis) (3) 발효 (fermentation) (4) 제품 분리 회수 등의 공정을 거치게 되는데, 가장 선행 공정이면서 중요한 기술이 되는 것이 '전처리 기술'입니다. 저희는 여러가지 전처리 기술 중 특히 알칼리를 이용하는 전처리기술에 전문화 되어 있고 여러가지 연구 성과가 있었습니다. (왼편의 Research 또는 Professor 메뉴-publications 참조)
알칼리 즉 암모니아 (ammonia)를 낮은 온도 (severity)에서 바이오매스와 반응하는 전처리 방법 개발을 하는 등, 이 분야에서는 pioneer적인 연구를 해오고 있으며, 이외에도 전통적인 묽은 황산 (dilute acid) 법이나 hydrothermal pretreatment 등도 modification/develop하여 활발히 연구하고 있습니다. 더 나아가 새로운 개념의 경제적이고 효과적인 바이오매스 전처리 기술들을 개발하려 노력 하고 있습니다.

그리고 후공정에서 여러가지 효소반응 이용한 bioprocessing과 효율적인 cellulase/hemicellulase/lignase 효소 생산, 그리고 발효 (fermentation) 공정의 수율과 효율성을 높이기 위한 여러가지 생물학적 연구를 진행하고 있습니다.
이 모든 연구들이 각기 독립된 주제가 아닌 서로 큰 영향을 주고 받는 공정들로써 궁극적인 저희 연구의 목표는 효율적이고 경제적인 Integrated bioconversion process 개발입니다.

또한 바이오매스의 효과적인 이용을 통해 궁극적으로는 현재의 석유 정제 공정 (refinery)을 대신해 석유 대신 바이오매스 (식물, 조류 등)로 부터 많은 제품을 생산하기위한 바이오리파이너리 (biorefinery)를 실현시키기 위한 핵심 기술인 fractionation 공정 기술 연구는 상당한 수준에 와 있습니다.

그 밖에도 2008년 부터는 미세조류 (microalgae)에서 지방 (lipid), 탄수화물 (carbohydrates), 단백질 (protein)을 분리해 내는 공정 기술과, 미세 조류를 이용하여 바이오에탄올을 생산하는 연구 등을 수행하고 있습니다.

저희 연구의 궁극적인 목표는 여러가지 연구를 통해서 인류가 자원의 고갈이나 지구 온난화로 인한 환경에 대한 고민 없이도 현재 인류가 누리는 문명을 영위하며 살수 있는 sustainable economy를 만들기 위한 것이라고 할 수 있습니다.

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감사합니다.

김태현,

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*2010년 대학원생 모집*

*Invited to the ULTRA Round Table- Bioenergy Area

*2009 R&D 100 Award*

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여기의 자료들은 대부분 제 강의 자료와 제 학회 발표 자료에서 발췌한 것으로 특별히 출처가 밝혀져 있지 않다면, 제가 직접 만든 자료로 저작권은 저에게 있습니다. 인용하시는 분은 제 이름과 출처를 명확히 cite하신 후 사용하여 주십시요.

용어 설명

바이오매스 (biomass)

바이오에탄올 (bioethano)

전처리 (pretreatment)

당화/가수분해 (hydrolysis)

발효 (fermentation)

에탄올 회수 (recovery)

바이오리파이너리 (biorefinery)

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Corn stover on the field (from USDOE-NREL).