붙임 1		2016년도 신규과제 RFP

총괄 1 : C1 바이오촉매

세부기술명 1	C1 가스 고효율 활용 신규 대사 경로 및 관련 효소 개발
기술개요 및 필요성	- 기존의 메탄자화균의 경우 산화 대사 과정에서 CO2 발생으로 인하여 탄소 손실이 발생하여 탄소 수율 측면에서 비효율적임. - NOG pathway, anaerobic oxidation of methane 과 같이 메탄 대사 과정에서 탄소 손실이 없는 원천 대사 경로 개발 및 관련 효소 개발이 필요함. 기존 메탄올 이용 대사경로의 경우 메탄올 자화균 외에서 특이한 금속포함 조효소 요구 등으로 구현이 어려운 것으로 되어 있음 빠른 성장 속도를 보이는 대장균 등 비메탄올 자화균에서 C1 가스를 이용하기 위해서는 신규 대사경로 및 관련 효소 개발이 필요함
기존 기술의 한계점	- NOG pathway, anaerobic oxidation of methane 등 몇 가지 인위적 합성 경로 및 archea에서 발견된 신규 경로 이외에 탄소 손실이 없는 메탄자화균 기반의 고효율 신규 대사 과정에 대한 원천 기술 개발 사례는 없음. 대장균 등 비메탄올 자화균에서 적용이 가능한 C1 가스 유래 물질을 이용하여 대사하는 신규 대사 경로에 대하여 제시된 사례는 극히 적음 (예, formolase 등)
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄가스로부터 탄소 손실이 없는 고효율 신규 합성 대사 경로 개발 및 구축 - 신규 합성 대사 경로 관련 인공 효소 개발 대장균 등 비메탄올 자화균에서 구동이 가능한 신규 대사경로 및 효소 개발 ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 2억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 탄소 비손실 고효율 메탄 자화 신규 대사 경로 디자인 - 관련 효소 유전자 자원 확보 및 선별 대장균 등 비메탄올 자화균 구동 가능 신규 대사경로 설계	- 탄소 비손실 고효율 메탄 자화 신규 대사 경로 구축 - 단백질 공학을 이용한 효소 개량 대장균 등 비메탄올 자화균 구동 가능 신규 대상 경로상의 핵심 효소 개발	- 탄소 비손실 고효율 메탄 자화 신규 대사 경로 최적화 및 목표 산물 합성 경로 부가 - 메탄의 목표 산물 전환 공정 기술 개발 대장균 등 비메탄올 자화균 구동 가능한 신규 경로 확립
예상산출물	- C1가스 및 C1가스 유래 화합물을 활용한 고탄소 화학 소재 개발 - 기존의 바이오화학 제품 생산 경로의 대체 원천 특허 및 상업화 기술 확보
전략협의체	제노포커스

세부기술명 2	메탄가스의 고효율 전환을 위한 non-heme 효소 모사 촉매 개발
기술개요 및 필요성	- 열역학적으로 안정된 메탄의 전환은 높은 결합 에너지를 가진 C-H 결합의 활성화의 어려움과 반응 생성물의 불안정성으로 인하여 온화한 반응조건에서 효율적으로 달성하기 어려움. - 산소를 이용한 메탄 전환 방법에는 크게 산소활성화 기작과 C-H 활성화 기작으로 나누어 고려할 수 있으며 효소를 활용하는 자연계에서는 전자의 기작을 이용함 - 이러한 효소의 non-heme계 di-iron 및 tri-cupper 활성화 자리의 생체모사는 상온에서 메탄을 메탄올로 직접 전환하는 기술의 원천기술로 기술적/경제적 파급효과가 큼.
기존 기술의 한계점	- 기존의 생체모사 촉매의 경우, 메탄의 C-H 보다 반응성이 높은 사이클로 핵산등의 탄화수소만을 전환할 수 있었음. - 기존의 생체모사 촉매의 경우, 탄화수소를 전환 시 낮은 Turn-over number로 인한 경제성 확보의 어려움이 있었음. - 더불어 생체모사 촉매가 단일 촉매 과정(cycle)을 완성하고 다시 환원되어 재생되어야 하는데, 많은 경우 생산 산물인 메탄올 보다 고가의 환원제를 사용함으로 인한 경제성 확보 어려움.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 경제성이 확보된 MMO 기반 생체모사 촉매 시스템 개발 (자연모사의 방향은 O-rich coordination environment 및 flexibility 구현을 통해, 구조 및 작용기작 이해보다는 기능모사에 중점을 둠. 금속 이온의 종류는 Fe, Cu 및 귀금속 가능, (TON > 500 및 TOF >100 h-1)) - 메탄을 메탄올로 직접 전환하는 원천 촉매기술와 촉매 재생 융합시스템 개발
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- Shunt 과정 활용 가능한 생체모사 분자촉매 설계 (O-rich coordination sphere 및 상응 시스템 제시) - 분자 촉매 합성과 다양한 기질에 대한 촉매 반응성 연구	- TOF 및 TON 향상을 위한 촉매 구조 설계 및 합성 - 고탄소 기질의 촉매 산화 적용을 통한 기술 Spin-off 검토 - 저탄소 기질의 촉매 활성 검증과 개선	- 모사촉매 재생시 저가 환원제를 이용하는 기술 확보 - 생체모사 촉매와 H2O2를 이용한 알칸의 알코올화 고효율 반응 개발 - 상온 초임계 조건에서 알칸의 알코올화 반응 시스템 개발
예상산출물	- 저온 조건에서 탄화수소 전환 가능한 기능성 생체모사 촉매 기술 확보 - CNS 급 논문 확보
전략협의체	켐리시스

세부기술명 3	Heme 효소 활성자리 모사/개량을 통한 고효율 메탄 전환 촉매 개발
기술개요 및 필요성	- 열역학적으로 안정된 메탄의 전환은 높은 결합 에너지를 가진 C-H 결합의 활성화의 어려움과 반응 생성물의 불안정성으로 인하여 온화한 반응조건에서 효율적으로 달성하기 어려움. - Heme 활성화자리 효소는 메탄을 전환시키지는 못하지만 최근 부탄 및 프로판 등의 탄화수소 전환 가능성이 제시되고 있음. - 이러한 효소의 N-rich coordination site를 모사/고도화 메탄과 같은 결합에너지가 높은 탄화수소 전환이 가능한 산소활성화 촉매를 개발할 수 있을 것으로 판단되며 이는 향후 상온에서 메탄을 메탄올로 직접 전환하는 기술의 원천기술로 기술적/경제적 파급효과가 큼.
기존 기술의 한계점	- 기존의 N-rich 배위 환경을 가지는 생체모사 촉매의 경우, 산소활성화 작용기작의 제시 및 이를 위한 중간체의 이해에 연구 중심이 집중되어 있었음. - 기존의 N-rich 배위 환경을 가지는 생체모사 촉매의 경우, 메탄 및 에탄 등의 저탄소 탄화수소 전환 사례가 보고된 봐 없음.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 저탄소 탄화수소를 선택적으로 전환할 수 있는 N-rich 배위 환경을 가지는 산소활성화 촉매 기술 개발 (과산화수소를 산화제로 하여 메탄, 에탄 전환 가능하여야 함)
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 1.5억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- Heme 효소 모사를 통한 메탄 산화 가능성 제시 및 리간드/모사촉매 구조 설계 및 합성 - 모사촉매 Characterizations	- 저탄소 기질의 촉매 활성 검증과 개선분자 촉매 합성과 다양한 기질에 대한 촉매 반응성 연구 - 중간체 및 반응 작용기작 제시	- 생체모사 촉매와 H2O2를 포함하는 환원제를 이용한 알칸의 알코올화 고효율 반응 개발 - 메탄을 포함한 저탄소 기질 전환 모사촉매의 TON 및 TOF 개선 기술
예상산출물	- 저온 조건에서 탄화수소 전환 가능한 기능성 생체모사 촉매 기술 확보 - CNS 급 논문 확보
전략협의체	GS 칼텍스

세부기술명 4	C1 가스 전환 균주 개량을 위한 고효율 Genetic Tools 개발
기술개요 및 필요성	C1 가스 기질을 이용하여 고부가가치 화합물 제조를 위해서는 대사공학 및 합성 생물학 기반의 분자생물학적 균주 개발이 필수적임. 메탄자화균 및 CO 전환 균주에 대한 유전자 조작 tool 개발은 고효율 균주 개발을 위해서는 반드시 확보되어야 할 기반 기술임.
기존 기술의 한계점	대장균 등을 포함한 기존의 상업화 생산 균주의 경우 대상 균주에 대한 생화학 및 분자생물학 지식을 바탕으로 다양하고 효율이 높은 Genetic tools이 개발되었으나, 메탄자화균 및 CO 전환 균주에 대한 유전자 조작 tool 개발은 제한적이며, 효율이 낮음.
기술개발 최종목표 (2단계)	메탄자화균 및 CO 전환 균주용 genetic tools 패키지 확보 메탄자화균 및 CO 전환 균주용 고효율 발현 시스템 개발, deletion/integration tool 개발, 고효율 유전자 전달 시스템 개발, 고효율 대사공학 tool 개발
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 2억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	메탄자화균 및 CO 전환 균주용 고효율 발현 시스템 개발 deletion/integration tool 개발 - 고효율 유전자 전달 시스템 개발	- 맞춤형 genetic tools 개발 및 개량 고효율 대사공학 tool 개발	- 고효율 genetic tools을 활용한 고활성 C1 전환 균주 개발 및 전환 기술 개발
예상산출물	메탄자화균 고효율 유전자조작을 위한 Genetic tool 확보 CO 전환 균주의 고효율 유전자조작을 위한 Genetic tool 확보
전략협의체	- SK 이노베이션

세부기술명 5	메탄가스 기질로부터 유기산 고효율 바이오전환 균주 개발
기술개요 및 필요성	- 석유화학 기반으로 생산되는 유기산은 플라스틱, 섬유를 비롯하여 산업에서 다양하게 활용되고 있는 원료지만, 그 생산과정에서 다양한 환경오염 물질들이 배출되고 있어 이에 대한 개선이 필요함. - 상온, 상압에서 메탄가스를 생물공학적으로 전환하여 유기산을 제조하는 기술은 메탄가스 대기 배출을 방지하는 친환경적인 측면과 산업적인 측면을 모두 만족시킬 수 있는 기술임.
기존 기술의 한계점	- 메탄 자화균은 다른 미생물에 비해 집중적인 연구가 되지 않아 대사경로나 분자유전학적 관련 기술들이 많이 개발되어 있지 않음. 메탄가스 기질을 다양한 유기산으로 전환 시키는 고효율 균주 개발 및 전환 기술 개발이 미흡함.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄가스로부터 유기산의 고효율 생산이 가능한 균주 개발 (이론수율 대비 50% 이상) - 수율: ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 2.5억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 유기산 생합성 관련 외래 유전자 탐색 및 선발 - 메탄 자화균에 적합한 유전자 조작 기술을 통한 유기산 전구체 생합성 기술 개발	- 유전자 재조합 메탄 자화균의 오믹스 분석을 통한 대사 최적화 - 유기산과 그 전구체들의 생합성 경로 재설계	- 메탄자화균의 유기산 생합성 경로 최적화 - 메탄의 유기산으로의 전환 기술 최적화
예상산출물	- 메탄가스를 이용한 유기산 고효율 생산용 균주 - 메탄가스 활용 대사 재설계 및 고효율 유기산 전환 기술 개발
전략협의체	- ㈜에스티알바이오텍

세부기술명 6	메탄가스를 이용한 고부가가치 올레핀의 생물학적 제조기술 개발
기술개요 및 필요성	- 전 세계적으로 올레핀 제품의 수요는 지속적으로 증가하고 있으며, 주로 석유화학산업에서 활용되는 Naphtha Cracking 공정을 통해 생산되고 있음. - 천연가스 및 셰일가스의 주성분인 메탄가스를 원료로 하여 고부가화합물인 올레핀을 제조하는 기술 개발이 중요해지고 있음. 특히 상온/상압에서의 생물학적 전환 기술을 이용한 올레핀 제조 기술 개발이 필요함.
기존 기술의 한계점	- 생물학적으로 메탄을 이용하여 올레핀을 제조하는 기술 개발은 전 세계적으로도 연구 초기 단계이며, 상업화 수준의 기술은 미 확보됨. - 일반적으로 화학공정의 경우 고온/고압 반응으로 에너지 효율이 낮으므로, 이를 보완할 수 있는 상온/상압의 고효율 생물전환용 생촉매 기술 개발이 요구됨.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄으로부터 올레핀 생합성 경로 구축 및 대사재설계를 통한 올레핀 생산용 고효율 산업균주 개발 - 수율: 이론수율 대비 50% 이상 ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 2.5억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 핵심 대사중간체 생합성 경로 분석 및 강화 - 올레핀 전구물질 생합성 경로 재설계 - 올레핀 생합성 경로 구축	- 올레핀 생합성 경로 재설계 및 정량화 기술 개발 - 전구물질 생합성 경로 최적화 - 올레핀 생합성 경로 최적화 및 고생산 변이주 개발	- 올레핀 생합성 조절 네트워크 규명 및 해제 - 올레핀 생산 발효조건 최적화 및 배양 기술 개발
예상산출물	- 올레핀 생합성 경로를 도입한 대사재설계 메탄자화균 개발 - 메탄자화균의 올레핀 대량제조 기술 개발
전략협의체	- 롯데케미칼(주)

세부기술명 7	메탄으로부터 고부가가치 화합물 제조를 위한 대사공학적으로 개량된 비-메틸영양체 미생물 균주 개발
기술개요 및 필요성	- 메탄을 성장 기질로 사용하는 메틸영양체 이외에 메탄을 활용하여 고부가가치 화합물을 제조할 수 있는 비-메틸영양체 균주 개발이 필요함. - 바이오매스 등을 활용한 고부가가치 화합물을 제조하는 기존 우수 연구 결과를 활용하기 위하여, 기존에 확보된 비-메틸영양 균주에 메탄 대사 경로를 구축함으로써 메탄으로부터 고부가가치 화합물을 제조하는 기술 확보가 필요함.
기존 기술의 한계점	- 메틸영양체인 메탄자화균 이외의 산업용 균주를 이용하여 메탄 전환 연구 성과가 미흡함. - 핵심 효소인 MMO를 이종숙주에 발현한 기존연구결과에서는 생촉매 활성 및 안정성이 매우 낮아 효율적인 메탄 전환이 어려움.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄을 직접 전환하여 고부가가치 화합물을 제조할 수 있는 비-메틸영양체 재조합 균주 개발 ※ 대장균 숙주의 경우 기 진행 과제로 제외 ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 2억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 비-메틸영양체 이종 숙주 내 메탄 전환 효소의 고효율 발현 및 효소 활성 향상 - 메탄 기질 전환 대사 경로 구축	- 대사공학 기술 및 합성생물학 기술을 이용한 대사경로 재설계 - 목적 산물 고효율 제조를 위한 균주 개량	- 메탄 전환 고부가가치 화합물 고효율 생산용 균주 최적화 및 제조 기술 확보
예상산출물	- 메탄을 전환할 수 있는 비-메틸영양체 균주 - 대사공학적으로 개량된 비-메틸영양체 균주를 이용한 저가 메탄의 고부가가치 화합물 전환 기술
전략협의체	- ㈜에이케이알

세부기술명 8	HTS 기술을 이용한 CO 전환 신규 균주 발굴 및 개량
기술개요 및 필요성	- 기존의 농화배양을 이용하여 신규 CO 전환 균주를 발굴하거나, 개량된 균주를 선별하는 것은 효율이 낮은 편임. - Bioelectrochemical system, 동위원소/라만분광법, 광학핀셋, 미세유체 시스템, 고효율 농화배양 HTS 기술 등을 이용한 고속대량 균주 선별 기술 개발이 필요함.
기존 기술의 한계점	- 기존 배양에 의존한 기술은 다양한 대사과정을 지닌 고효율 CO 이용균주를 확보하기 어려움. - 고활성 균주를 선별하기 위하여 생리학적 활성 분석이 요구되는 기존 스크리닝 방법은 균주 선별에 시간과 인력이 많이 소요된다는 문제점이 있음. - 배양에 기초한 균주 선별법은 잘 알려지지 않은 신규미생물의 탐색 및 기능연구에 활용에 적용이 어려움.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 고효율 선별 플랫폼을 활용한 고활성 CO가스 전환 균주 선별 고활성 균주 개량 및 이를 활용한 CO 전환 기술 ※ 선별할 CO 전환 균주에 대한 specific growth rate (g cell/L/hr), CO consumption rate(μmol/min/mg cell) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 2억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 고효율 CO 전환 균주 선별을 위한 플랫폼 구축 플랫폼을 활용한 CO 전환 균주 스크리닝	맞춤형 CO 전환 균주 스크리닝 시스템 구축 CO 전환 효율 개선에 대한 고효율 평가 시스템 구축	- HTS 기술을 이용한 균주 개량 - 고활성 균주를 활용한 CO 전환 기술
예상산출물	- 고효율 CO 전환 신규 특허 균주 - CO가스 전환균주 고효율 선별 플랫폼 기술 - CO이용 목적 산물 맞춤형 특허 균주 확보
전략협의체	- SK 이노베이션

세부기술명 9	부생가스를 이용한 고부가 화합물 생물공학적 생산기술 개발 (C2, C4 제외)
기술개요 및 필요성	- 대부분 석유화학 기반으로 생산되는 C3, C5, C6 화합물 등은 플라스틱, 섬유를 비롯하여 산업에서 다양하게 활용되고 있는 원료임. - 따라서 산업계에서 폐기물로 대량 생산되는 부생가스 (CO포함)를 활성화하여 바이오기반의 고부가 C3, C5, C6 화합물 등을 생산하는 기술을 개발할 경우 환경적인 측면과 산업적인 측면을 모두 만족시킬 수 있는 기술임.
기존 기술의 한계점	- 기존 부생가스 (CO 가스포함)을 이용하여 아세트산, 에탄올 등 C2 화합물과 2,3-butanediol 등 C4 화합물을 생산하려는 시도는 진행되어 왔음. - 그러나 C3, C5, C6 화합물 등을 생산하려는 시도는 거의 보고되지 않았으며, 관련 연구기간이 오래돼지 않아 대사경로나 분자유전학적 기술들이 많이 연구되어 있지 않음. CO 가스를 포함하는 부생가스를 전환할 수 있는 고효율 균주 개발은 미흡함
기술개발 최종목표 (2단계)	- CO포함 부생가스로부터 C3, C5, C6 화합물 등을 고효율 생산이 가능한 균주 개발 - 수율: 이론 수율 대비 50% 이상 ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- C3, C5, C6 등 목적 산물 생산 외래 유전자 탐색 및 선발 - CO 가스 포함 부생가스 전환에 적합한 미생물 선발 - CO 가스 포함 부생가스 전환에 적합한 유전자 조작 기술을 통한 C3, C5, C6 등 모적 산물 생산	- C3, C5, C6 등 목적 산물 생산 조건 확립 - CO 가스 포함 부생가스 전환 균주의 오믹스 분석을 통한 대사 최적화 연구 - C3, C5, C6 등 목적 산물과 그 전구체들의 생산 최적화	- C3, C5, C6 등 목적 산물 대량 생산을 위한 균주 최적화 및 전환 기술 개발
예상산출물	- CO 가스 포함 부생가스 이용하여 C3, C5, C6 등 고부가 화합물 생산 원천 특허 균주 개발 - C3, C5, C6 등 고부가 화합물 생산용 전환 기술 개발
전략협의체	제노포커스

세부기술명 10	대사공학을 이용한 개미산으로부터 C4 화합물 생산용 신규 균주 개발
기술개요 및 필요성	- C1가스로부터 생산되는 개미산을 원료로 다양한 폴리에스터와 엔지니어링 플라스틱 등 폴리머의 전구체로 사용이 되는 숙신산 등 C4화합물들을 효율적으로 생산하는 미생물과 공정을 개발하여 실용화하는 것이 필요함
기존 기술의 한계점	- 기존의 미생물 기반 생산 공정은 주로 바이오매스 기반의 당류를 기질로 사용하여 이루어지고 있으며, C1 가스 또는 C1 가스로부터 전환되는 개미산을 이용한 생산을 위한 균주개발은 제대로 이루어지지 못함. - 게놈 수준의 대사공학을 적용하여 개미산으로부터 C4화합물의 생산은 대사회로, 조절회로, 통합회로 측면에서 연구가 미진한 상태임.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 대사공학을 이용한 개미산 전환용 미생물 균주 개발 - 수율: 이론 수율 대비 50% 이상 ※ 메탄자화균 등 메틸영양균 숙주는 기 진행 과제로 제외 ※ 목적 산물에 대한 specific productivity(g/g cell/day), yield(g/g), titer(g/L) 관련 정량지표를 제시해야 함.
기술개발 내용	1차년 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 특허 확보 가능 C4생산 균주의 선정 및 게놈 수준 대사네트워크 구축 - 게놈 수준의 대사 모델링과 대사흐름분석을 통한 개미산 활용 대사회로의 디자인과 대사 분석 방법론 개발 - 개미산 동화를 위한 미생물 및 핵심 대사 유전자군 확보 - 대사흐름체 분석을 통한 개미산 이용 시 최적화된 대사네트워크 설계 및 구축	- 개미산을 탄소원으로 외래 대사회로 도입과 시스템 수준 대사회로 간섭 시 미생물의 생리적 변화 분석 - 개미산 이용 숙신산 생산 기본 균주 개발 및 발효 - 발효 데이터 기반의 대사회로 최적화 디자인 - 적응진화 기법에 의한 개미산에 대한 균주의 저항성향상 전략 개발	- 시스템 대사공학 기반 개미산을 탄소원으로 하여 숙신산의 효율적인 생산 균주 개발 - 시스템 대사공학 기반 개미산으로부터 말릭산 생산 균주 개발 - 개미산으로부터 숙신산, 말릭산 생산 균주의 발효 최적화 및 생산 공정 개발 - C1가스로부터 개미산 생산 공정과의 통합 공정기술 개발
예상산출물	- 개미산 이용 세계최고 효율의 숙신산 생산 미생물과 전환 기술 - 개미산 이용 말릭산 등 C4 화합물 생산 균주 및 전환 기술 - C1가스로부터 개미산 생산 공정과 통합된 C4화합물 생산 기술
전략협의체	- GS칼텍스

총괄 2 : C1 화학촉매 (7건)

세부기술명 1	C1 가스로부터 고부가 화합물 제조용 화학촉매기술 개발
기술개요 및 필요성	- 메탄 및 CO로부터 화학적 전환기술을 통하여 유기산, 올레핀 및 방향족 화합물을 제조하기 위한 화학촉매를 개발함. 단 본 사업단에서 기존에 수행중인 계속 과제와 중복되는 기술개발과제는 제외. - 기존의 나프타로부터 출발하는 석유화학기술은 원유가격에 의존성이 높으며 부생가스 및 셰일가스 등의 원유가격 의존성이 높은 C1가스를 활용하기 위한 기술개발이 필요함.
기존 기술의 한계점	- 기존 기술은 원유에 기반한 석유화학기술로서 원유가격에 민감하게 의존하며 탄소결합을 끊으면서 화학전환을 유도하는 기술임.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄 유래 유기산 수율: 10% 이상 혹은 CO 유래 유기산 제조: 기존 공정 대비 경제성 확보 혹은 - 메탄 유래 올레핀 수율: 30% 이상 혹은 - 메탄 유래 BTX 수율: 20% 이상
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 2.5억 내외	2차년도 (17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- C1 가스 전환 반응기구 탐색 - 화학촉매 스크리닝 및 촉매 개선 연구 (신규 촉매개발) - 촉매 비활성화 원인 규명 - 촉매 비활성화 억제 연구	- 반응조건에 따른 수율최적화 연구 (공정 최적화) - 촉매성능 개선연구 (촉매 성능 지표 개선) - 촉매 장기 활성 개선 연구 촉매 재생 조건 확립 - 표준 촉매계 및 반응 조건 선정	- 촉매성능개선 - Large Scale 촉매반응기 설계/제작/운전
예상산출물	- C1 가스로부터 고부가 화합물 제조용 화학촉매 제조 기술 - 개발된 촉매 원천기술은 C1 리파이너리 사업에 기술지원이 가능 - 최상위급 논문/특허
전략협의체	- SK 이노베이션

세부 기술명 2	메탄 전환용 광/전기화학반응 촉매기술 개발
기술개요 및 필요성	- 광 에너지 혹은 전기 에너지에 의한 전자적 에너지 전이를 활용하여 산소종 활성화 및 메탄 활성화를 통하여 저온에서의 메탄의 화학적 전환에 의한 고부가가치 화합물로의 고효율 전환반응 구현. - 광 에너지를 활용하는 경우 궁극적으로 태양광을 활용할 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있으며 광/전기화학반응의 경우 저온에서 진행이 가능하며 높은 목적산물의 선택도 확보가 가능할 것으로 기대됨.
기존 기술의 한계점	- 기존의 메탄의 화학적 전환은 일차적으로 고온/고압공정을 통하여 합성가스를 제조한 다음 이로부터 다양한 화합물을 합성하므로 공정비용이 높은 단점이 있음. - 열화학적 직접 메탄전환공정은 고온에서 진행되므로 다양한 화학반응이 연쇄적으로 진행되어 목적 산물에 대한 고 선택도를 확보하기에 어려움이 있음.
기술개발 최종목표 (2단계)	100oC이하의 저온에서 광/전기화학반응을 통하여 아래의 목표를 달성 - 메탄 유래 메탄올 수율: 10% 이상 혹은 - 메탄 유래 올레핀 수율: 30% 이상 혹은 - 메탄 유래 BTX 수율: 20% 이상
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 (‘17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 광화학 혹은 전기화학에 적용 가능한 메탄 활성화 및 고 선택도 달성을 위한 촉매소재 확보 및 작용기작 제시	- 메탄 전환 및 선택비 향상 촉매제 및 반응 시스템 확보 - 타겟 온도 및 압력 반응 조건에서 메탄 직접 전환 공정 개발	- 산물 분리공정 제시를 통한 경제성 확보 방안 확립 - 최적 촉매 조합 선정 - 메탄 전환 및 선택도, 신뢰성 향상을 위한 촉매 시제품 제작
예상산출물	- 저온, 연속 반응, 고효율 광/전기화학촉매 기술 개발 - 개발된 촉매 원천기술은 C1 리파이너리 사업에 기술지원이 가능 - 최상위급 논문/특허
전략협의체	- SK 이노베이션

세부기술명 3	메탄으로부터 메탄올 직접 제조용 귀금속 기반 불균일계 촉매 개발
기술개요 및 필요성	- 메탄의 선택적 직접 산화를 가능하게 하는 불균질계 촉매를 귀금속 단원자가 금속 산화물 담체에 고정된 구조를 기반으로 하여 개발함. - 메탄의 직접 산화가 단순 공정을 통해 가능해질 경우 메탄의 효율적인 활용에 크게 기여할 것으로 생각됨. - 메탄의 직접 산화를 통해 단순한 공정으로 메탄올을 합성함. 촉매 구조 제어를 통해 고선택도를 확보하여 분리 공정을 최소화함. - 균질계 촉매에서 규명된 반응 메커니즘을 바탕으로 담체 위에 고정된 단원자 귀금속 구조를 불균질계로 구현하여 활성 및 안정성을 획기적으로 향상시킴.
기존 기술의 한계점	- 현재는 메탄에서 합성가스를 생산하고 그로부터 메탄올 등의 화합물을 합성하는 간접 합성법을 사용하고 있음. 관련 기술은 이미 서구권에서 특허가 선점되어 있으며 경제성을 확보하기 위해서는 고온 고압의 대규모 다단계 공정이 필수적임. - C-H 결합의 활성화 기술은 균질계 촉매를 중심으로 널리 이루어지고 있으나 반응 활성 및 안정성 부분에서 발전이 매우 더딤.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄의 선택적 산화를 통한 메탄올 제조를 위한 단원자 기반 귀금속 촉매 기술 개발 (메탄 전환율 15%, 메탄올 선택도 95%)
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 2.5억 내외	2차년도 (‘17-'18)	2단계 ('18-'21)
	메탄의 선택적 산화를 위한 촉매군 탐색 및 반응 시스템 구축 금속 단원자 및 클러스터 기반 DFT 계산을 통한 구조 안정성 평가 및 촉매 반응 모사 제시된 단원자 기반 귀금속 촉매 합성	금속 조성, 종류 및 담지법 변화를 통한 촉매 합성 반응 모사 계산을 통한 촉매 반응 메커니즘 해석 압력, 온도 등의 작동 조건 조절을 통한 선택도 및 반응성 변화 양상 파악	반응성 및 선택도 극대화를 위한 촉매 구조 최적화 (이론 및 실험 연구) 반응성 및 선택도 극대화를 위한 반응 시스템 최적화
예상산출물	- 저온 단순 공정을 이용한 메탄 직접 산화 메탄올 제조용 촉매 기술 - 단원자 기반 귀금속 촉매 설계 및 제조 기술 - 최상위급 논문/특허
전략협의체	- 삼성비피화학

세부기술명 4	메탄 저온 활성화를 통한 경질올레핀 제조를 위한 비균질계 촉매 개발
기술개요 및 필요성	- 메탄으로부터 생산 가능한 석유화학 원료중 에틸렌이나 프로필렌과 같은 올레핀들은 석유화학산업에서 가장 다양하게 활용되고 가장 많이 이용되는 원료로서 복잡하고 다양한 제품으로 전환이 가능함. - 기존의 고온에서의 메탄 산화이량화에 비하여 저온에서 메탄으로부터 메틸클로라이드를 통하여 올레핀을 고수율로 제조하는 촉매 개발.
기존 기술의 한계점	- 메탄으로부터 올레핀을 제조할 수 있는 촉매 반응 기술은 고부가 반응 기술이기는 하나 고활성 고선택성 촉매를 개발하는 것이 매우 어려우며 고온의 반응 조건에서 활성을 유지하도록 하는 것도 매우 어려움. 따라서 고선택성 저온 활성화를 통한 올레핀 제조를 위해 원천 촉매 개발이 매우 중요함.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄 할로겐화 및 경질올레핀 제조를 위한 원천 촉매기술 개발 (메탄 전환율 50%, 경질올레핀 선택도 60%)
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 (‘17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 메탄 활성화를 통한 이/다량체 생성을 위한 반응기구 탐색 - 메탄 활성화 및 고선택성 모노메틸클로라이드 제조용 저온 촉매 소재 개발 - 메틸클로라이드로부터 경질올레핀 제조용 고내구성 촉매 소재 개발 - 클로린 가스 재생을 위한 고안정성 촉매 소재 개발	- 모노메틸클로라이드 선택도 향상을 위한 촉매 소재 및 조성 최적화 및 반응조건 영향 연구 - 경질올레핀 수율/선택도 향상을 위한 촉매 소재/조성 최적화 및 반응조건 영향 연구 - 클로린 가스 재생을 위한 고안정성 촉매 최적화	- 메틸클로라이드/ 경질올레핀 제조 및 클로린 가스 재생용 촉매 성능 추가 개선 및 scale-up 촉매 제조 기술 확립 - 유동화 가능 미세구형 성형촉매 제조 조성 및 성형 기술 확립 - 촉매 성능 최적화 및 반응조건 영향 평가를 위한 Bench 공정 연구
예상산출물	- 메탄 할로겐화에 의한 이/다량체 제조 저온 작동형 촉매 원천 소재 개발 (원천 소재 특허) - 고선택성/고안정성 이/다량체 제조용 촉매 성형 및 반응 기술 개발 (최적 성능 촉매 및 반응 특허) - 개발된 촉매 원천기술은 C1 리파이너리 사업에 기술지원이 가능 - 논문/특허
전략협의체	- 한화케미칼

세부기술명 5	저급 올레핀 하이드로포밀화 반응용 신규 촉매 개발
기술개요 및 필요성	- C1 가스(CO/H2 혹은 CO/H2O)와 저급 올레핀을 원료로 사용하여, 고부가화를 위한 하이드로포밀화 반응용 촉매를 개발함. - 이를 통하여 알파 올레핀 등의 고부가 화합물을 제조할 수 있으며 알파 올레핀은 LLDPE의 원료, 합성 윤활유, 플라스틱, 화장품 첨가제 등 석유화학 및 정밀화학산업에 광범위하게 사용되고 있는 Specialty Chemical임.
기존 기술의 한계점	- 기존의 에틸렌 삼량화/사량화 기술은 촉매계가 복잡하여 촉매 활성 및 선택도를 유지하는 것이 매우 어렵고, 낮은 공정 효율로 인해 제조 원가가 높아서 극소수의 회사에서만 생산이 가능한 실정임.
기술개발 최종목표 (2단계)	- C1 가스와 저급 올레핀으로부터 고부가화 화합물 제조를 위한 하이드로포밀화 반응용 촉매 개발 (알데히드 선택도: 95% 이상, TOF = 10,000 h-1이상)
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 (17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 다양한 Hydroformylation 촉매 가능성 평가 및 유망 신규 촉매계 2종 도출	- 1차년도에 도출된 유망 촉매계 비교, 검토: 촉매 성능, 한계점, 대량생산 가능성, 공정구성 - 촉매 성능 및 공정을 고려한 Hydroformylation 최종 촉매 후보군 도출.	- 촉매 성능 최적화 - 대량 제조 Recipe 확보(Hydroformylation) - Scale-up을 위한 공정설계 자료 확보
예상산출물	- C1가스/올레핀 유래 알파 올레핀 제조 원천 촉매공정기술 Package : Hydroformylation 촉매 및 관련 공정기술 - 논문/특허
전략협의체	- LG화학

세부기술명 6	메탄으로부터 BTX 직접 제조를 위한 고효율 장수명 신규 촉매기술 개발
기술개요 및 필요성	- BTX는 석유화학산업에서 다양한 화합물로 전환이 가능한 매우 중요한 기초 유분임. 본 과제에서는 납사 기반 간접 전환 방식이 아닌 메탄 기반 직접 전환 방식에 의해 메탄으로부터 방향족 화합물인 BTX를 직접 제조하기 위한 고효율 (BTX 수율 > 30%) 장수명 (촉매수명 > 50 h) 촉매를 개발하고자 함. - 기존의 방향족 제조 라이센스 기술(UOP공정 /Chevron 공정)은 Naphthene 혹은 C6-C8 파라핀을 방향족화하는 전통적인 납사 기반 제조 공정임. 반면 메탄의 직접 전환에 의한 BTX 제조 기술은 C1 가스(메탄)를 반응원료로 사용하는 직접 전환 기술임.
기존 기술의 한계점	- 메탄의 직접 전환에 의한 방향족 제조 기술은 아직 상용화되지 못하였음. 이는 메탄 직접 전환용 촉매의 수율이 낮고 코크에 의한 비활성화가 매우 심하기 때문임. 따라서 메탄의 직접 전환에 의한 BTX 제조 공정 상용화를 위해서는 높은 활성과 우수한 내구성을 지닌 촉매개발이 필수적인 요소임.
기술개발 최종목표 (2단계)	- 메탄으로부터 BTX 직접 제조를 위한 촉매 원천 기술 개발 (1단계 BTX 수율=9%, 2단계 BTX 수율=20%, 촉매수명=50 h)
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 (‘17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 메탄의 직접 방향족화 반응기구 탐색 - 메탄의 직접 방향족화 촉매 스크리닝 및 촉매 개선 연구 (신규 촉매개발) - 촉매 비활성화 원인 규명 - 촉매 비활성화 억제 연구 - BTX 수율: 6%	- 반응조건에 따른 BTX 수율최적화 연구 (공정 최적화) - 촉매성능 개선연구 (촉매 성능 지표 개선) - 촉매 장기 활성 개선 연구 촉매 재생 조건 확립 - 표준 촉매계 및 반응 조건 선정 - BTX 수율: 9%	- 촉매성능개선 - Large Scale 촉매반응기 설계/제작/운전 (BTX 수율=20%, 촉매수명=50 h)
예상산출물	- BTX 제조를 위한 메탄 기반 가스 직접 전환용 촉매 원천 기술 확보 - 납사 기반 공정과 차별화되는 새로운 BTX 제조 촉매 공정기술 확보 - 개발된 촉매 원천기술은 C1 리파이너리 사업으로의 기술지원이 가능함 - 최상위급 논문/특허
전략협의체	- 한화케미칼

세부기술명 7	메탄으로부터 BTX 직접 생산을 위한 연속식 촉매 반응 시스템 개발
기술개요 및 필요성	- 메탄의 직접 방향족화 반응을 연속적으로 진행하기 위한 촉매 반응 시스템을 개발하는 것으로서 비활성화된 촉매를 연속적으로 재생하고 이를 다시 활성화 하는 공정까지 포함한 일체의 반응 시스템을 개발함. - 이 공정은 산화제를 사용하거나 중간단계의 반응을 거치지 않고 석유화학분야에서 가장 중요한 유분 중 하나인 벤젠 등 방향족 화합물을 직접 제조하는 기술로서 메탄 전환 반응 중 가장 상업화 가능성이 높은 반응으로 평가 받고 있고, 상업적 파급효과가 매우 클 것으로 기대됨.
기존 기술의 한계점	- 전 세계적으로 수많은 연구그룹에 의해서 기술 개발이 실시되었음에도 불구하고 메탄의 낮은 평형전환율과 코크 생성 조절의 어려움으로 현재까지 상용화 기술이 개발되지 않음. 특히 기존의 고정층 반응기를 이용하는 촉매공정은 촉매의 안정성 향상에만 국한되어 있고, 효과적인 촉매 재생을 통한 상업화 가능한 연속식 공정 및 이를 위한 촉매기술 개발은 매우 미비함.
기술개발 최종목표 (1단계)	촉매 반응 및 재생이 가능한 연속식 공정에 적용할 수 있는 촉매 개발 촉매 안정성 > 100 h (촉매 재생 포함), BTX 선택도 >90% - 메탄으로부터 방향족 생산을 위한 연속식 고유 반응기 시스템 설계
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 (17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 메탄의 방향족화 반응용 촉매 확보 - 촉매 반응 조건에 따른 전환율 및 수율/선택도 영향 연구 - 촉매 재생 조건 분석 - 연속식 촉매 운전과 재생이 가능한 반응기 구조 설계 - 방향족화 반응 및 비활성화 속도식 개발	- 메탄 전환율 및 방향족 선택도 최적화를 반응공정 연구 - 연속식 촉매 운전 및 재생 조건 확립 - 기본 운전을 통한 반응기 유효성 검증 - 반응기 모델링 및 성능 향상을 위한 기초 데이터 제시	※ 연구성과에 따라 2단계부터 C1리파이너리에서 수행
예상산출물	- 촉매 안정성이 향상된 연속식 공정용 촉매 제조 기술 - 메탄 직접 방향족화를 위한 연속식 공정기술 및 촉매 성형 기술 - 개발된 촉매 원천기술은 C1 리파이너리 사업에 기술지원이 가능 - 개발된 반응기 기술은 개념 특허를 통하여 관련 시장 선점이 가능 - 논문/특허
전략협의체	- 한화케미칼, 코캣

총괄 3 : C1 리파이너리 (4건)

세부기술명 1	고속 C1 생물전환을 위한 가스전달 효율 및 생촉매 농도 동시 향상 기술 개발
기술개요 및 필요성	(기술필요성) 생촉매를 이용하여 C1 가스를 효율적으로 전환하기 위해서는 배양액 내 C1 가스 및 생촉매의 농도를 높게 유지해야 함 (기술개요) 생촉매 자체의 표면 개량 또는 친화성 소재와의 복합화를 통하여 C1 물질전달 향상 및 고밀도 운전이 동시에 가능한 C1 전환 방법 개발
기존 기술의 한계점	세포 재순환, 막반응기 등 다양한 고농도 배양 방법이 제시되고 있으나, 물질전달 기술 미비로 세포 활성의 완벽한 발휘가 어려움 가스 용존농도 증가를 위한 첨가제는 독성이 있어 실제 배양 공정에 적용되지 못함
기술개발 최종목표 (2단계)	- 용존 C1 가스 농도 및 세포농도 향상을 위한 C1 가스 전달 향상 및 고정화 방법 개발 - 세포농도 > 10 g/L, C1 가스 농도 향상 > 200% (기존 조건 대비) ※ 개발된 기술은 다양한 범위의 C1 생물전환공정에 적용 가능해야 함
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 2.5억 내외	2차년도 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	C1 가스 친화성 소재 탐색 생촉매 친화성 관능기 탐색	소규모 테스트를 통한 성능 확인 C1 가스 친화형 소재 또는 미생물의 특성 분석 및 보완	C1 가스 물질전달 향상 및 촉매고정화용 소재 조성 및 성형 기술 확립 C1 산물 생산 공정에의 적용
예상산출물	C1 용존 농도 향상 방법 C1 전환 생촉매의 반응기 내 고정화 방법
전략협의체	제노포커스

세부기술명 2	열전달 제어와 목적산물 선택도 조절을 위한 고효율 가스 전환 시스템 개발
기술개요 및 필요성	(기술필요성) C1 가스 직접 전환 기술은 상업적으로 정립된 반응시스템 부재로 고성능 촉매가 개발되었더라도 성능의 구현이 어려움 (기술개요) 열전달 제어가 가능하여 C1 가스 전환 촉매의 성능을 극대화할 수 있는 반응 소재/시스템 개발 1) route 1: 계층형 신규 촉매 구조체 개발 2) route 2: 내부 채널 구조 최적화 등 컴팩트 전환 시스템 개발
기존 기술의 한계점	C1 가스 직접 전환 반응은 강한 발열이나 흡열반응으로 반응기 내부 온도 조절이 매우 어렵고, 부산물 생성을 동반하므로 최적 조건을 유지하기 어려워 촉매 성능 구현이 어려움
기술개발 최종목표 (2단계)	- C1 전환 반응기 내 열전달 제어가 가능한 반응 소재 또는 시스템 개발 1) route 1 (3D 계층형 금속 나노구조층 형성 기술 개발) 2) route 2 (반응기 내부 채널 최적화 및 모듈 설계) ※ route 1과 2중 선택 가능함 route 1과 2중 목표 달성 적합도, 파급효과 등을 고려 1개 과제 선정
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	• Route 1 - 3D 금속 나노구조층 형성 연구 - 금속 나노구조층의 코팅 방법 연구 - 상용 촉매 형성 및 분산도 측정 방법 확립 • Route 2 - 컴팩트 반응시스템용 촉매 성형 기술 확보 - 컴팩트 반응시스템 설계 및 제작 - 열전달 채널 구조 및 열매체 영향 분석	• Route 1 - 계층형 금속 나노구조층 형성 연구 - 상용 촉매 층 형성을 통한 구조-분산도의 상관관계 파악 • Route 2 - 촉매층 및 냉각 채널 구조 및 크기 변화에 따른 온도 구배 특성 분석 - 최적 모듈 설계를 위한 기초 데이터 확보	• Route 1 - 대면적 계층형 나노구조층 코팅 최적화 - 상용촉매 도입을 통한 메탄 전환 실용화 기술 확립 • Route 2 - 단위생산량 당 부피 및 제작 단가 최소화를 위한 모듈 크기 결정 및 제조기술 확립 - Bench-scale 공정 설계, 제작 및 운전
예상산출물	C1 전환 금속층/나노구조체 - C1 전환 컴팩트 반응 시스템
전략협의체	-OCI, 아모텍

세부기술명 3	메탄 직접 전환용 플라즈마 반응기 설계 기술 개발
기술개요 및 필요성	(기술필요성) 전체 가스전의 60-70%는 중 ․ 소규모 가스전으로서 규모의 경제 창출이 어려워 미개발 상태임. 이러한 미개발 가스전을 이용한 전환시스템을 개발하기 위해서는 구성이 간단하고 에너지소모가 적은 새로운 형태의 반응시스템 필요 (기술개요) 저온 아크 방식의 플라즈마 소스와 비촉매 방식을 사용한 메탄 전환 아세틸렌 생산 반응기 개발
기존 기술의 한계점	메탄 전환 아세틸렌 제조 촉매 전환 기술은 촉매 활성 및 선택도가 낮다는 문제점 존재 또한, 촉매의 지속적인 비활성화가 공정 안정화를 저해하게 됨
기술개발 최종목표 (2단계)	- 저온 플라즈마 방식의 메탄 전환 아세틸렌 생산 공정 개발 - 메탄 전환율 > 80%, 아세틸렌 선택도 > 80%
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 3억 내외	2차년도 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	- 메탄 전환 아세틸렌 생산 플라즈마 단위 공정 최적화 - 공정 반응기 설계인자 도출	- 메탄 전환 아세틸렌 생산 공정 scale-up기술 개발 - CH4 → C2H2 → C2H4 연속 공정 시스템 개발 - 아세틸렌/수소/메탄 복합 분리 기술 개발	- scale up 된 아세틸렌 생산 공정 시스템 개발 Pilot 급 시스템 구성 및 운전
예상산출물	- 중.소규모 메탄 가스전에 적용 가능한 아세틸렌 전환 단위 공정 시스템
전략협의체	켐리시스

세부기술명 4	C1 가스 기반 바이오전환 산물의 고효율 분리정제 기술 개발
기술개요 및 필요성	(기술필요성) 가스 기반의 바이오 전환 공정 상용화를 위해서는 생촉매 개발 등의 상부(upstream) 연구는 물론, 분리정제 기술 등 downstream 공정 개발이 필수적임 (기술개요) 온화한 조건에서 물질 선택성을 나타내어 전통적인 증류, 추출 공정의 한계를 극복할 수 있는 경제적이고 간단한 분리정제 기술의 개발
기존 기술의 한계점	분리정제 공정은 바이오에너지 생산 공정에 있어 전체 비용의 10~20%를 차지할 정도로 핵심 요소 기술 중의 하나임 ※ 바이오에탄올 생산공정에서 증류비용이 전체 공정비용의 11% ※ Lactic 산 등의 벌크화학원료의 경우 정제비용이 전체 공정비용의 10~50% 특히 생물학적 C1 전환의 경우 기존 당질계 전환에 비하여 산물 농도가 낮아 분리 공정 부하가 매우 높음 (알코올 생산 공정) 수분에 대한 친화성이 매우 높고, 분자량이 큰 알코올의 경우 산물 농축을 위해서는 수분을 증발해야 하므로 에너지 비용 과다 (유기산 생산 공정) 발효액에서 음이온 형태로 존재하므로 산형태로 전환하기 위한 후속 공정 요구
기술개발 최종목표 (2단계)	가스 기반의 바이오 전환 저농도 산물의 분리를 위한 원천 분리기술 개발 1) 회수율 > 90% 2) 에너지소모량 < 5 MJ/kg-산물 (초기산물농도 5% 기준) 3) 알코올 분리정제 공정: 최종 순도 > 99% 4) 유기산 분리정제 공정: 최종 순도 > 95% (산 형태로 생산해야 함) ※ 1, 2는 공통 목표이며, 3, 4는 산물에 따라 선택 목적 산물 제시 필요, 타 분리/정제기술과의 비교 필요
기술개발 내용	1차년도 ('16-'17) 연구비: 1.5억 내외	2차년도 ('17-'18)	2단계 ('18-'21)
	분리 효율 증진을 위한 첨가제(또는 반응분리 방법) 개발 모델 배양액 이용 분리정제 실험	분리성능 개선 실제 배양액 조성을 고려한 분리정제 실험	실제 반응 공정과의 통합 분리정제 연계공정 설계
예상산출물	- 특허 창출이 가능한 경제적인 신규 분리정제 시스템 - 생물학적 전환 공정 통합 패키지
전략협의체	-OCI