[한국기술뉴스] 조선대학교 자유전공학부 노성희 교수 연구팀은 미생물연료전지의 성능을 향상시키는 복합나노섬유막 기반 연료전지를 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2020년 06월 12일 특허를 출원(출원번호 제1020200071679호)했다. 특허 명칭은 '미생물연료전지용 산화전극소재, 그 제조방법 및 상기 산화전극소재를 포함하는 미생물연료전지’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

우주여행에서 가장 골칫거리는 인간의 배설물 처리와 전기 생산 이슈입니다. 최근 인간의 소변에 존재하는 박테리아를 이용해 전기에너지를 생산할 수 있는 기술이 개발되었습니다. 미생물 연료전지의 원리는 기존 연료전지와 비슷합니다. 산화 전극에 존재하는 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 전자와 수소이온이 변환되고, 생성된 수소이온과 전자는 각각 PEM과 회로를 통해 환원 전극으로 이동합니다. 이때 생성된 전자가 외부 회로를 통해 환원 전극으로 이동하면서 전력을 생산합니다.

조선대학교 노성희 교수 연구팀은 바이모달 기공 분포의 복합나노섬유막을 이용해 미생물의 부착과 성장을 용이하게 하여 전력 생산의 효율을 향상한 미생물연료전지를 발명했습니다.

다공성탄소섬유기재에 복합나노섬유막을 형성시켜 산화전극소재를 제조합니다. 이후 본 발명의 산화전극소재를 활용하여 미생물연료전지를 제조합니다.

본 기술의 특징은 다공성탄소섬유기재에 복합나노섬유막을 결합시켜 형성된 바이모달 기공 분포의 고비표면적 구조를 포함하는 것입니다. 이는 미생물의 부착과 성장이 용이하여 미생물막 형성이 쉽고, 비표면적이 매우 넓어서 저항에 따른 전압강하를 최소화할 수 있습니다. 또한 고전도성을 유지하면서 물성 저하 없이 전력 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다.

땀과 소변과 같은 적은 양의 미생물을 활용해 고효율의 전기를 생산할 수 있어 향후 미생물연료전지의 실용화를 한 단계 도약시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.