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글루코스를 이용한 바이오전지의 개발

전문가 제언: ○ 바이오전지는 자연에서 이용 가능한 바이오매스를 연료로 사용할 수 있으며 재생 가능하므로 비재생성, 비이식성, 크기와 무게, 조작 조건(고온, 산도, 독성), 폐기물 문제와 같은 심각한 문제를 야기하는 재래식 전지에 비해 우수한 대체 재료다. 그러나 바이오전지는 아직까지 안정성의 결핍과 전기의 출력량 때문에 상업화에 어려움이 있다.

○ 지난 10여 년간 의료적용을 위한 수많은 이식용 의료기기 때문에 효소를 이용한 연료전지나 센서와 같은 생물전자공학적 개발에 대한 관심이 크게 대두되었다. 생리적 물질의 변화를 측정하기 위한 바이오센서나 이식용 의료기기에 대한 전원으로서의 생체 내 연료전지뿐만 아니라 새로운 분야로서 Laptop, 휴대폰, mp3 player와 같은 휴대용 전자기기에 대한 응용이 제안되고 있다.

○ 효소를 이용한 연료전지의 개발은 1960년대에 처음 보고되었으나 아직도 초기 연구단계에 머물러 있다. 효소로 처리된 전극은 연료전지 성능의 핵심으로서 효소촉매반응 작용메커니즘의 이해, 새로운 생체재료의 개발, 효소수식, 효소고정화법, 효소전극의 구조에 대한 연구가 그동안 많이 보고되었다.

○ 특히 이식응용 의료기기에서는 충분한 전력공급이 요구된다는 점은 있으나 효소적인 바이오연료전지는 효소의 특수한 활성과 소형화 가능성 때문에 재래식 에너지장치를 능가하는 뚜렷한 장점을 가지고 있으며 의료응용 외에 Microelectronics를 위한 높은 에너지밀도와 안전성을 가진 재생 가능한 연료를 사용할 수 있다.

○ 그러나 이 기술의 향상을 위한 가장 중요한 문제는 효소전극의 장기적인 안정성, 효소와 전극표면 간의 효율적인 전자이동, 효소생촉매활성의 증진 그리고 향상된 전기출력이다. 이를 해결하기 위해서는 생물분자공학과 화학공학은 물론 높은 생체적합성과 활성을 가진 물질의 개발을 위한 재료과학, 의료과학과 임상연구 그리고 Microelectronics 등 여러 분야의 복합적인 연구가 효율적으로 이루어져야 할 것이다.

저자: Tokida
자료유형: 학술정보