미생물 연료전지 및 미생물 연료전지 조립체 (해수활용 복합 미생물 연료전지)

Title
미생물 연료전지 및 미생물 연료전지 조립체 (해수활용 복합 미생물 연료전지)
Alternative Title
Multiple microbial fuel cells using sea water
Author(s)
박진순; 고진환; 김지훈
Application Date
2015-11-23
Registration Date
2017-07-03
Application No.
10-2015-0164120 KIPRIS
Registration No.
10-1755241
Country
KO
Abstract
생체 연료 전지 개발에 있어 미생물의 특수한 생체기작(biomechanism)은 연료 전지의 효율을 감소 시키는
농도 분극(concentration polarization), 내부 저항 증가, 바이오 필름의 증가 등 다양한 형태의 화학적
반응으로 인하여 지속적 에너지 생성에 어려움이 존재 한다. 이러한 에너지 생성 방법에 있어 연속적인 발
전이 가능한 방법으로 복합 미생물을 이용한 생체연료전지를 제안한다. 일반적으로 단일 미생물만으로 이
루어진 연료전지의 경우 산화전극의 전위가 기질의 산화 전위와 동일하지 않고 작음으로써 발생되는 전압
손실에 의해 전자 전달이 일어나지 않게 되며, 이로 인해 연료전지의 작동이 멈추는 단점이 있다. 본 발명
에서는 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로써 각기 상이한 미생물을 사용한 모듈을 구성하고, 모듈 간
결합을 통해 작동 시간을 증가하고 효율을 향상시키는 데 그 의의가 있다. 특히 모듈은 박테리아로 이루어
진 음극부(anode)와 녹조류로 이루어진 양극부(cathode)로 나뉘어 지며, 음극부와 양극부 사이에는 해수
에 의한 유체 흐름이 생성되도록 유로가 구성되어 있다. 이 때 박테리아와 녹조류로 구성 된 각 전극은 전
기화학적 발전을 진행하며, 발전 시 해수에 의한 내부 흐름으로 인해 이온의 물질 공급이 원활히 이루어
진다. 또한 녹조류 발전 후 남은 영양분과 물은 필터 과정 후 박테리아 모듈에 공급 되어 박테리아의 먹이
로 사용 될 수도 있다. 이러한 복합적 생체 기작을 통해 단일 미생물을 사용한 연료전지에서 발생되는 생
물학적 단점을 보완하여, 발전지속 시간과 효율을 증가하는데 사용될 수 있다.
URI
https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/21564
Type
Patent
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