Measurement of Activation and Ohmic Losses using a Current Interruption Technique in a Microbial Fuel Cell

Electricity can be directly generated from organic matter even wastewaters using a microbial fuel cell. To achieve high power in MFCs, finding factors decreasing activation and Ohmic losses is very important. In this study we determined activation loss at the anode and cathode and Ohmic loss using the current interruption technique in a H-type MFC. Activation loss at the cathode was four times higher that that of anode activation loss even if pt-coated carbon (0.5 $mg/cm^2$;10%Pt) was used as the cathode. Ohmic loss determined using current interruption technique (1146 ${\Omega}$) was almost same as the internal resistance (1167 ${\Omega}$) measured using AC impedance. The sum of activation losses at the anode and cathode was the same as the value of activation loss of the cell.

미생물연료전지(MFC)에서 전류차단법(current interrupt technique)을 이용한 활성화전압손실(activation loss)과 저항전압손실(Ohmic loss)의 측정

미생물연료전지는 미생물이 유기물을 분해하면서 전기를 발생시킨다. 미생물연료전지는 여러 분야로 응용이 가능하며 현재 생산되는 전력이 낮기 때문에 상용화가 되기 위해서는 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키는 방안 연구가 필요하다. 미생물연료전지(MFC)의 전력을 증진시키기 위해서는 산화, 환원전극에서의 활성화전압손실(Activation losses)과 저항전압손실(Ohmic losses)을 줄여야 하며 활성화전압손실과 저항전압손실의 정확한 측정과 이를 줄이기 위한 인자를 찾는 것이 중요하다. 본 연구에서는 H형태의 미생물연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)에서 전류차단법(Current interruption)을 이용하여 산화전극 및 환원전극에서의 활성화 전압손실과 저항전압손실을 측정하였다. H형태의 미생물연료전지에서 백금이 코팅된 전극(0.5 $mg/cm^2$; 10% Pt)을 환원전극으로 이용하였음에도 환원전극 전압손실이 산화전극 전압손실보다 4배 가량 큼을 알 수 있었다. 전류차단법(Current interruption)에 의하여 구한 저항전압손실 값(1146 ${\Omega}$) 과 impedance에 의하여 구한 내부저항(1167 ${\Omega}$)은 거의 일치하였다. 또한 산화, 환원전극 활성화 전압손실의 합은 전지(cell)의 활성화 전압손실과 일치하였다.