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혐기성 막 생물반응기에서 발효 수소생산

전문가 제언: ○ 암 발효에 의한 수소생산 프로세스에서 반응기 설계 고려사항은 매우 중요하다. 지난 수십 년 동안, 여러 종류의 반응기를 개발하였으며 실용성 및 경제적 타당성을 확보하면서 바이오수소 기술을 실현하기 위해 노력하였다. 일반적으로, 궁극적인 목적은 프로세스의 주요기능인 H2의 수율 및 생성속도를 향상시키는 데 있다. 다양한 구성 중에서, 연속 교반탱크반응기(CSTRs)는 아직까지 가장 일반적으로 많이 사용하는 장치이다.

○ CSTRs를 발효에 의한 수소생산 공정에서 흔히 채택하지만, 기능의 한계로부터 보다 신뢰할 수 있는 대안을 찾기 위해서 새로운 개발을 추진하고 있다. 연구방향 중 하나는 혐기성 막 생물반응기(AnMBR)로 불리는 막을 결합한 시스템이다. 본 문헌에서는 최근의 AnMBRs 시스템을 활용하여 수행한 바이오 수소와 관련된 연구를 검토하고 요약하였다. 또한, AnMBRs를 발효 수소생산 공정에 적용한 성과 및 잠재력을 평가하고 경쟁관계에 있는 기존의 CSTR과 비교 하였다.

○ AnMBRs에서 바이오수소 발생 가능성 및 잠재력은 상당히 있으며 CSTRR과 비견할 수 있다고 평가되지만, 생물반응기와 막의 결합이 보다 우수한 성능을 갖는다고 확신하기 위해서는 더 많은 검토가 이루어져야 한다. 국내에서도 이 분야의 학술적인 연구는 비교적 이루어지고 있지만, 액체여과 막을 결합한 시스템에서 H2의 생산은 지금까지 구체적으로 제시하거나 평가되지 않았다.

○ 우리나라에서는 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 해양투기가 법으로 금지되며, 매립처리도 침출수는 환경오염을 야기하기 때문에 앞으로는 금지될 전망이다. 본 문헌에서 다룬 혐기성 막 생물반응기에서 발효 수소생산은 유기성 폐기물을 이용한 수소에너지생산으로 폐자원의 활용뿐만 아니라, 유기성 폐기물처리의 효율적 방법으로 환경에도 바람직한 영향을 주게 되므로, 앞으로 연구 및 기술개발에 큰 진전이 있기를 기대한다.

저자: P. Bakonyi, N. Nemestothhy, V. Simon, K. Belaf Bako
자료유형: 학술정보