- GIST 장인섭 교수 연구팀, 전압역전의 원인과 해결방안 제시

미생물연료전지에서의 직렬연결과정에서 발생하는 전압역전현상. 미생물연료전지의 직렬연결과정에서 발생하는 전압역전현상을 나타내는 것으로, 좌측상단의 건전지형태의 셀은 단위 셀 1을 나타내며, 우측상단과 하단의 셀은 단위 셀 2를 나타낸다.[GIST 제공]
미생물연료전지에서의 직렬연결과정에서 발생하는 전압역전현상. 미생물연료전지의 직렬연결과정에서 발생하는 전압역전현상을 나타내는 것으로, 좌측상단의 건전지형태의 셀은 단위 셀 1을 나타내며, 우측상단과 하단의 셀은 단위 셀 2를 나타낸다.[GIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 폐기물을 처리하면서 전기도 생산할 수 있는 차세대 에너지원 미생물 연료전지의 상용화 난제를 해결할 연구성과가 나왔다.

한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 장인섭 교수 연구팀이 미생물 연료전지 실용화의 걸림돌 가운데 하나인 전압역전현상을 극복할 방안을 제안했다고 12일 밝혔다.

바이오연료전지는 이론적 발생전압이 낮기 때문에 단위셀을 길이방향, 즉 직렬로 연결하는 방식으로 출력을 높인다. 이 과정에서 단위셀의 전압이 역전되는 전압역전 현상이 빈번하게 발생해 전체 시스템의 성능이 저하되는 것이 문제로 지적돼왔다.

그간 이 현상에 대한 특징과 추정 원인들에 대한 논문이 발표되었으나 해결에 대한 실마리는 찾지 못한 상태였다.

연구팀은 전압역전 현상의 발생원인에 대한 심층연구를 수행한 결과, 전압역전의 근본적인 원인이 시스템을 구성하는 단위셀들 간의 성능 차이 때문임을 알아냈다.

단위셀 내 양극과 음극의 반응속도 차이 또는 단위셀간 성능의 불균형을 최소화 하기 위해 각 셀들의 전류생산 능력이라는 용어를 제안하고, 이들간 균형을 유지할 수 있는 방안을 제시했다.

연구팀은 산화환원효소를 사용하는 극소형 효소연료전지 시스템 집적화에 제안한 방식을 우선 적용할 계획이며 미생물연료전지 매크로시스템의 효율화에 대한 연구를 지속할 계획이다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘트렌드인 바이오테크놀로지’ 1월 21일자에 게재됐다.