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공기양극 미생물연료전지 시스템에서 전력발생특성에 미치는 전기전도도와 CNT 양극의 영향
유규선,박현수,송영채,우정희,이채영,정재우,Yoo, Kyu-Seon,Park, Hyun-Soo,Song, Young-Chae,Woo, Jung-Hui,Lee, Chae-Young,Chung, Jae-Woo 대한상하수도학회 2012 상하수도학회지 Vol.26 No.3
The characteristics of power generation were investigated by changing the electrical conductivity from 10 to 40mS/cm using air-cathode microbial fuel cell, which had graphite fiber fabric(GFF) anode. There were three kinds of cathode used: one was carbon cloth cathode coated with Pt, another was carbon nanotube(CNT) cathode with non-precious catalyst of Fe-Cu-Mn, and the other was carbon nanotube(CNT) cathode without any catalyst. When it was operated in batch mode, power density of 1369.5mW/$m^2$ was achieved at conductivity of 20mS/cm. Power density from MFC with CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn was shown about 985.55mW/$m^2$, which was 75.1% compared the power density of carbon cloth coated with Pt. This meant that CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn could be an alternative of carbon cloth cathode.
이형반응기 미생물연료전지의 전기적 특성에 미치는 외부저항의 영향
이명은,조세연,정재우,송영채,우정희,유규선,이채영,Lee, Myoung-Eun,Jo, Se-Yeon,Chung, Jae-Woo,Song, Young-Chae,Woo, Jung-Hui,Yoo, Kyu-Seon,Lee, Chae-Young 대한환경공학회 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.3
The Effects of external resistance on electrical properties such as current density, power density and coulombic efficiency were investigated in two-chamber type MFCs using a ferricyanide as reducing agent. A stable electricity was produced when a constant time elapsed after innoculation of mixed cultures into the anode compartment; voltages from 0.13 to 0.16 V was measured at $50{\Omega}$ of external resistance. When the external resistance was increased, the current density decreased and the power density rapidly increased and then slowly decreased. Big variation of electrical properties was observed in high-current density region due to the concentration loss related with substrate consumption in repeated experiments changing the external resistance. The maximum power density ($175.8mW/m^2$) and coulombic efficiency (46.1%) were obtained at $100{\Omega}$ of the external resistance which is nearest with the internal resistance ($134{\Omega}$) of MFC system. Ferricyanide를 환원제로 사용하는 이형반응기 미생물연료전지 시스템에서 전류밀도, 전력밀도, 쿨롱효율 등의 전기적 특성에 미치는 외부저항의 영향을 규명하고자 하였다. 음극반응기에 미생물을 접종하고 일정한 시간이 경과하면 안정적인 전기가 생산되었으며 $50{\Omega}$의 외부저항에서 0.13~0.16 V 범위의 전압이 발생되었다. 외부저항이 증가함에 따라 전류밀도는 감소하였으며 전력밀도는 일정한 값까지는 급격하게 증가하다가 서서히 감소하는 것으로 나타났다. 외부저항을 단계적으로 감소시키는 반복실험을 수행한 결과, 일정한 범위의 전류밀도까지는 측정값들의 편차가 크지 않았으나 높은 전류밀도 영역에서는 기질소모로 발생하는 농도손실의 영향으로 측정값의 변동성이 매우 크게 나타났다. 전력밀도 및 쿨롱효율은 MFC 시스템의 내부저항($134{\Omega}$)과 가까운 $100{\Omega}$의 외부저항에서 각각 $175.8mW/m^2$과 46.1%의 최대값을 가지는 것으로 나타났다.
미생물연료전지가 전력생산에 영향을 미치는 요인들에 대한 상호관계 분석
이송근(Song-Keun Lee),김일주(Il-Ju Kim),이규화(Kyu-Hwa Lee),유규선(Kyu-Seon Yoo),송영채(Young-Chae Song) 한국조명·전기설비학회 2009 조명·전기설비학회논문지 Vol.23 No.12
미생물 연료전지(MFC: Microbial Fuel Cell)는 미생물을 사용하여 유기물의 산화에서 전기를 일으키는 장치이다. 현재 MFC는 많은 곳에서 연구되고 있으며 신재생 에너지로도 많은 관심을 받고 있다. 기존의 연구에서는 전력생산에 영향을 미치는 각각의 요인에 관련된 연구가 많이 진행되었으나, 요인들의 상호관계에 관한 연구는 많지 않았다. 본 논문에서는 기존의 MFC를 개선하기 위해 전력의 생산을 좌우하는 요인을 조사하였으며, 요인들의 상호관계를 효율적으로 증명하기 위해 새로운 반응조를 제작하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 기초로 MFC에서 전력생산에 영향을 미치는 요인들을 분석하였으며 이를 바탕으로 하폐수처리 시스템에 MFC를 적용하여 하폐수처리 및 전력을 생산한다는 새로운 개념의 에너지생산 하폐수처리 시스템을 제안하였다. Microbial fuel cell (MFC) is a device to produce a electricity from the oxidation of organic materials using microorganism. Recently many researchers have been studying MFC which is focused as regeneration energy source. Previews studies have focused every each factor that influence the production of electric power. However they didn't study a lot about the correlation among the factors. In order to improve the MFC, we analysed the factors which influencing the generation of electric power of MFC. Also, we made a new compartment to verify the correlations among the factors efficiently. Based on the result obtained from the experiments in the laboratory, we analysed the factors and we suggested a new concept of waste water treatment system to produce electrical energy during the treatment of waste water.