새로운 바이오 연료전지용 재료

전문가 제언

○ 바이오 연료전지란 연료전지의 일종으로 캐소드와 아노드 또는 그 중의 하나에 바이오촉매를 사용하는 연료전지를 말하는데 바이오촉매로서 살아있는 세포(미생물 연료전지)나 세포보다 적은 생물학적 성분(효소 또는 미토콘드리아 성분)이 사용되고 있는데 지난 10년간 활발하게 연구가 추진되어 비약적으로 발전하여 왔다.

○ 최초의 바이오연료전지는 아노드에서 연료를 산화시키기 위해서 마이크로 프로브를 사용한 것이었으며 폐수처리, 지하수의 동력과 전기연료를 활용하기 위해 미생물 캐소드로 활용범위가 확장되었다. 효소를 사용하는 최초의 연료전지는 1960년대에 등장하였는데 아노드에서 아미노산, 알코올과 글루코오스의 산화를 촉진하기 위해 매개제와 함께 oxidoreductase를 효소로 사용한 것이었으며 캐소드에 효소를 사용하여 용액 중이나 공기 중에 노출시켜 산소나 과산화물을 물로 환원시키는 목적으로 개발되어 왔다.

○ 이러한 발전으로 나노재료를 사용하여 표면적의 증가로 바이오촉매의 탑재량이 증가되고 전극과 전해질 간의 직접적인 전자이동이 가능해졌으며 바이오촉매의 안정화와 고정화에 의한 효과와 함께 전극의 설계 개선에 의한 것이었다. 이러한 기술적 향상으로 고 전류밀도의 생산이 가능하고 장기간 안정하게 작동이 가능하게 되었으며 또 전통적인 H-전지 설계로부터 엔지니어링에 의한 전기화학적 전지로 이동했기 때문에 가능한 것이었다.

○ 본고는 미생물이나 효소를 바이오촉매로 사용하여 지난 10년간 진행된 바이오 연료전지의 성능과 관련된 발전과정을 설명한 것이나 현재 사용되고 있는 강산성의 고분자전해질 멤브레인을 대체할 수 있는 새로운 고분자전해질 멤브레인의 개발을 통해 가까운 장래에 실용화된 바이오 연료전지의 실현이 기대된다. 본고는 앞으로 새로운 에너지원으로서나 공해문제를 해결하는데 지대한 역할을 담당할 것으로 생각되는 바이오 연료전지에 대한 귀중한 자료를 포함하고 있다.

저자

Shelley D. Minteer

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

15(4)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

166~173

분석자

마*일

분석물

• 새로운 바이오 연료전지용 재료.pdf [236,970 byte]

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