미생물연료전지는 오·폐수 내에 존재하는 유기물의 화학에너지를 미생물의 촉매작용을 활용해 전기에너지로 직접 전환하는 생물전기화학 장치입니다.
미생물연료전지로 하·폐수 또는 폐기물을 처리한다면 쓸모없는 유기물 오염물질들을 전기에너지로 생산할 수 있는 지속가능한 원료로 활용할 수 있어 하·폐수 처리를 위한 비용 절감과 전기에너지 생산에 따른 경제적 이득이라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있습니다.
최근 지구온난화, 일본 원전 사태 등을 겪으며 미생물연료전지에 대한 관심은 더욱 높아졌고, 우리나라 역시 이 기술이 한국과학기술기획평가원의 '2012 미래 유망 10대 신기술'에 선정되는 등 높은 관심을 받고 있습니다.
그러나 이 기술의 상용화를 위해서는 폐수 처리 공정의 현장적용성 등 난제를 해결해야 합니다.
■ 광주과기원(GIST) 장인섭 교수와 김대희 박사(제1저자)가 폐수를 처리하면서 동시에 전력도 생산할 수 있는 미생물연료전지 기술의 상용화 길을 열었습니다.
장인섭 교수팀은 지금까지 실험실 규모로 이루어진 연구를 실제 현장에서 적용할 수 있도록 미생물연료전지의 묘듈시스템과 직렬로 연결하여 실제 폐수처리공정에서 적용할 수 있도록 전력을 크게 향상시켰습니다.
장 교수팀은 기존의 연구팀이 보유하고 있는 기술(미생물을 이용해 합성가스를 전기에너지로 전환하는 기술-2007년)들을 바탕으로, 시스템의 구조적인 측면에서 접근해 모듈시스템과 직렬로 연결하는 방법을 도입했습니다.
이를 통해 폐수처리공정 현장에 적용할 수 있는 미생물연료전지 시스템을 개발하는 데 성공했습니다.
이번 연구결과는 '앙게반테 케미'의 자매지인 '켐서스켐(ChemSusChem)'지 5월 8일자에 게재되었습니다.
(논문명 : Scaling-Up Microbial Fuel Cells: Configuration and Potential Drop Phenomenon at Series Connection of Unit Cells in Shared Anolyte)
관련 기술은 우리나라와 미국 등에 특허를 출원한 상태입니다.
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<연 구 개 요> Scale-up을 위한 미생물연료전지 묘듈시스템 (출처: ChemSusChem, DOI: 10.1002/cssc.201100678) 본 연구에서는 이를 극복하기 위한 방안으로 그림과 같이 단위셀의 모듈화를 통해 크기를 증가시키고 이를 직렬연결 함으로써 생산 전력의 향상을 도모하였다. |
용 어 설 명
미생물연료전지 (Microbial fuel cell)
유기물 내에 존재하는 화학에너지를 미생물을 촉매로 사용하여 전기에너지로 전환하는 시스템을 말한다.
모듈시스템 (modulation)
구조적인 표현으로 각각의 단위 셀을 쌓아 하나의 셀 형태로 운전하는 시스템을 말한다.
Scale-up
공학적 기술용어로 실험실 단계 및 파일럿 플랜트 규모에서의 실험 데이터를 바탕으로 공정의 규모를 크게 하는 것을 말한다.
| <장인섭 교수>
 ○ 소 속 : 광주과학기술원 환경공학부 부교수 ○ 전 화 : 062-715-3278 ○ e-mail : ischang@gist.ac.kr 2. 학력 4. 기타 |
| <김대희 박사>
 ○ 2005 : 연세대학교 환경공학과 졸업 (학사) ○ 2006 : 광주과학기술원 환경공학과 졸업 (석사) ○ 2011 : 광주과학기술원 환경공학과 졸업 (박사) 2 기타 ○ 2005 ~ 2010 : 교육과학기술부 장학금 수여 ○ 2007 : 우수연구 보도자료 선정, 107회 미국미생물학회 총회 ○ 2007 : 다산장학금 수여, 광주과학기술원 |
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