미생물연료전지를 이용한 전기에너지 발생과 LED 전등의 발광

• 영문명: Electric Energy Generation and Lighting of a LED Lamp Using a Microbial Fuel Cell
• 발행기관: 개인저작물
• 저자명: 최찬수(Choi, Chan Soo) 사국영(Xie, Guo Rong) 임봉수(Lim, Bong Su)
• 간행물 정보: 『개인저작물 - 공학』제29권, 제2호, 47~52쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 개인저작물
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.null.null

국문 초록

본 연구는 5개의 셀로 구성된 미생물연료전지를 이용하여 전기에너지 생성과 그 에너지를 이용하여 LED 전등의 발광을 확인하고자 하였다. 양극실에는 혼합 미생물을 접종하고 인공폐수(아세테이트) 2g/L을 주입하였고, 음극실에는 완충용액을 주입하고 공기를 공급하여 산소가 전자수용체로 이용되도록 하였다. 양극실에서 산화전극은 미생물이 잘 부착되는 carbon brush를 사용하였고, 음극실에서는 hard graphite를 사용하였다. 양극실과 음극실 사이에는 멤브레인을 양이온 교환막으로 사용하였다. 미생물연료전지 반응조를 운전한 결과, 분극곡선을 통하여 최대 전압은 2.59 V로 얻었고, 최대 전력밀도는 384 mW/m2, 최대 전류밀도는 360 mA/m2로 나타났다. 이런 조건에서 3V LED 전등이 발광됨을 확인함으로 미생물연료전지로 전기에너지를 얻을 수 있었다.

영문 초록

This study was performed to verify electrical energy production using the battery consisting of five unit microbial fuel cells (MFCs) and lighting a LED lamp with it. Mixed culture of bacteria was inoculated to the anodic chamber containing artificial wastewater of 2 g/L acetate, while PBS buffer was pumped into the cathodic chamber supplied with air to utilize oxygen as an electron acceptor. A carbon brush anode was installed in the anodic chamber to form good biofilms, while a hard carbon plate cathode was installed to monitor the surface area effects. The two chambers were separated with cationic exchange membrane. As a result of operating the battery, the maximum voltage of 2.59 V and maximum current density of 360 mA/m2 at the maximum power density point of 384 mW/m2 were obtained through polarization curves. Under these conditions it was verified that MFC could energize a 3 V LED lamp and the electrical energy produced from MFC was a true electrical power.

목차

1. 서론

2. 연구방법

3. 결과 및 고찰

4. 결론

키워드

미생물 연료전지 전기에너지 LED 전등 최대전압 최대전력밀도 Microbial fuel cell Electrical energy LED lamp Maximum voltage Maximum current density