지하 수소영양 대사 및 수소 저장·탐사 함의

수소는 다양한 미생물 대사의 핵심 전자 공여체이자 혐기성 환경에서 미생물 군집 간 에너지 교환의 주요 매개체이다. 저탄소 에너지원으로의 전환에 있어 수소는 에너지원 및 운반체로서의 이중 역할과 연소 시 물만 생성한다는 점에서 매우 중요하다. 생산과 활용을 분리하기 위한 필수 전제 조건인 지하 수소 저장(UHS)은 고갈된 천연가스 저류층, 암염 동굴, 심부 대수층 등을 대상으로 한다. 지난 30년간의 연구를 통해 지구 지각의 지구화학적 순환 및 휘발성 물질과 상호작용하는 거대한 지하 생태계가 밝혀졌다. 수소가 지하에 저장될 때, 현장 미생물 군집은 수소를 전자 공여체로 소비하며 상호작용할 수 있다. 이 과정에서 원치 않는 대사 부산물이 생성되어 UHS 운영의 성공에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 UHS 운영 및 천연 수소 탐사에 영향을 미칠 수 있는 수소영양 대사에 대한 최신 지식을 검토한다. 또한, 천연 수소 부유 샘물의 미생물학을 수소 운영 상태 공간 모델링의 아날로그로 활용하는 방안을 논의한다. 수소 경제 맥락에서 생명체의 한계와 수소가 지하에서 유지할 수 있는 복잡한 영양 네트워크에 대한 현재 지식을 탐구한다. 전 세계적으로 에너지 수요가 증가함에 따라, 효과적인 지하 수소 저장 운영과 천연 수소 매장지 식별 능력은 전 지구적 탄소 발자국을 줄이는 핵심 전제 조건이 될 것이다. 미생물이 수소와 상호작용할 잠재력을 이해하는 것은 이러한 목표 달성에 필수적이다.