효소촉매반응연료 전지 응용 분야의 로봇

효소촉매반응연료 전지 응용 분야의 로봇

효소촉매반응 연료전지(ECFC)는 생명체의 혈액 속 당분을 연료로 사용하여 전기를 발생시키는 것으로, 인체 내에 삽입되는 소형의료장치로부터 곤충 또는 쥐와 융합된 사이보그형 생체로봇에 이르기까지 다양한 응용분야가 있다.

인체에 삽입되어 특정부위에 약물을 전달하는 장치


생체액을 이용한 연료전지를 내장하여, 혈관내의 글루코오스를 효소로 분해하여 동력을 얻음으로써 혈관 내에서 스스로 이동하면서 목적하는 부위에 약물을 전달할 수 있는 약물전달장치

출처: 특허청

곤충과 융합된 사이보그 로봇의 전원

곤충 체액 내의 글루코오스를 분해하여 생성된 전기를 사용한 회로로 곤충을 제어하여 군사용 또는 산업용으로 활용할 수 있는 곤충과 전기회로가 융합된 사이보그

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.