프로젝트 소개
본 과제는 미생물의 활동과 전극을 이용하여 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하는 미생물전기화학 시스템을 개발하는 연구임. 기존 시스템은 이산화탄소가 물에 잘 녹지 않아 미생물에 충분히 전달되지 않는 한계가 있으며, 이를 개선하기 위해 가스확산전극과 zero-gap 전극 구조를 적용하는 과제임.
연구 목표는 기존 미생물 전기화학 시스템보다 높은 이산화탄소 전환율과 장기간 운전 안정성 확보임. 핵심 연구 내용은 문헌조사와 반응조 구조·운전조건 분석, 구리계열 촉매를 활용한 가스확산전극 개발, 가스확산전극 및 제로갭 디자인을 적용한 microbial electrosynthesis 시스템 구축임. 또한 6개월 이상 장기 운전을 통해 이산화탄소 제거율, 메탄 생성 속도, pH 분극현상 등을 분석하고, Molecular fingerprinting, real-time PCR/digital PCR, fluorescent in-situ hybridization으로 미생물 군집과 전환 효율의 상관관계 분석임. 기대 효과는 낮은 이산화탄소 용해도 문제를 해결하여 에너지 소비가 적은 친환경 탄소중립 기술을 확보하고, 전기 생산 및 수소 생산 등 다양한 미생물전기화학 시스템으로 적용 범위를 확대하는 것임.