전기화학적 CO2 환원(ECO2R)은 전 세계 탄소 배출을 저감하는 동시에 가치 있는 화학물질을 생산하기 위한 핵심 전략이다. 그럼에도 불구하고, 기존의 ECO2R 공정은 단순한 C1 및 C2 화합물에 한정되어 있다. 본 연구에서는 기체 CO2를 l-젖산(l-LA)으로 직접 전환하기 위한 바이오전기 하이브리드 시스템을 제시한다. l-LA는 생분해성 폴리락트산의 유용한 전구체이다. 이 시스템은 CO2 전해조와 대사적으로 공학화된 대장균(Escherichia coli)을 통합하여, CO2로부터 유래한 포름산(FA)을 대기 조건에서 l-LA로 효율적으로 생물전환할 수 있게 한다. 생리적으로 적합한 캐소드 용액(catholyte)을 사용하여 지속적인 FA 생산을 촉진하는 동시에, 공학화된 미생물의 생존을 위한 배지로도 활용하였다. 캐소드 용액의 조성, pH, 질소원, 그리고 전해조의 전류 밀도를 최적화함으로써 l-LA를 효율적으로 생산하였다. 최적 전류 밀도에서의 운전은 안정적인 FA 공급을 보장하면서 미생물 전환 효율을 최대화하였다. 본 연구는 고부가가치 화학물질로의 지속가능한 CO2 활용을 위한 확장 가능한 플랫폼의 잠재력을 제시하며, 바이오정유(biorefinery) 응용을 위한 바이오전기 하이브리드 기술의 발전에 기여한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.