미생물연료전지(MFC) 응용분야의 로봇

미생물연료전지(MFC) 응용분야의 로봇

미생물 연료전지(MFC)는 음식물 쓰레기나 폐수 같은 유기성 오염물질을 연료로 사용, 저비용·친환경적으로 오염물질을 처리한다.

파리 등 해충을 잡아먹으며 움직이는 자립형 에코봇

음식물 쓰레기 같은 유기물 폐기물로 파리를 유인/채집하여 채집한 파리를 미생물로 분해함으로써 전기에너지를 발생시켜 움직이는 자가 수확 자립형 로봇

-       해충 퇴치와 다른 기능(예: 청소, 탐사)을 동시에 수행할 수 있음

출처: 특허청

하수에서 오염물질을 처리하는 물고기 로봇

하수에서 미생물연료전지를 이용하여 오염도를 측정하고, 물에 있는 유기물(오염원)을 분해하여 전기를 발생시켜 움직이는 물고기 로봇

출처: 특허청

우주탐사 로봇

우주기지에서 생성되는 폐기물 혐기성 미생물로 분해하여 전기를 발생시킴으로써 화성과 같은 산소가 없는 가혹한 환경에서 작동할 수 있는 우주탐사 로봇

-       혐기성 미생물: 공기가 거의 없는 장소에서 번식하는 균으로, 오염원의 유기화학물을 환원하거나 분해하여 생존

출처: 특허청

영화에서와 같이 생명체를 이용하여 전기를 생산하는 기술이 점차 현실화되고 있다. 최근에 부각되고 있는 생물연료전지(Bio fuel cell) 기술은 생물의 대사과정을 이용하여 미생물이나 효소로부터 전기를 생산하는 기술이다. 생물연료전지는 유기물을 이용하므로, 폐수, 토양, 식물, 동물 심지어는 영화 매트릭스에서처럼 인간을 이용하여 전기를 만들 수 있어 응용분야가 매우 광범위하다.

생물연료전지 연구의 효시는 1960년대 우주개발을 주도하던 미국이었다. 우주폐기물을 우주로 배출하거나 지구로 되가져올 수 없는 문제를 해결하고자 연구를 시작하였으나, 미생물이나 효소의 매개체가 갖는 문제점과 전지 출력의 한계로 인하여 그간 연구가 활발하지 않았다.

그러나 최근 환경친화적이고 다양한 응용이 가능한 생물연료전지가 갖는 장점이 주목을 받고 있다. 즉, 스스로 전기에너지를 생산하고 이 전기 에너지를 이용하여 폐수와 같은 유기 폐기물을 처리하여 매우 낮은 비용으로 환경문제를 해결하는 것이 가능하다.

생물연료전지의 또 다른 장점은 일반적인 연료전지와 달리 관리가 힘든 수소 또는 최근 국가간 자원 전쟁까지 유발시키고 있는 희토류 및 비싼 귀금속 같은 무기물을 사용하지 않고 유기물인 생체물질을 이용한다는 점이다.

이에 따라, 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 금년 3월, 미생물 연료전지를 십년 후 한국경제를 책임질 미래 10대 유망기술 중 하나로 선정한 바 있다.