• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권1호
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• pp.36-39
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• 2013

We introduce a high-performance microbial fuel cell (MFC) that was operated using a 0.1M bicarbonate buffer as the cathodic electrolyte. The MFC had a 136.42 $mW/m^2$ maximum power density under continuous feeding of 5 mM acetate as fuel. Results of the electrode potential measurements showed that the cathode potential of the bicarbonate-buffered condition was higher than the phosphate-buffered condition, although the phosphate condition had less interfacial resistance between the membrane and electrolyte. Therefore, we posit here that the increased power of the bicarbonate-buffered MFC may be caused by the higher cathode potential rather than by the interfacial membrane-electrolyte resistance.

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.71-76
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• 2011

Fe-tetramethoxyphenylporphyrin on carbon black (Fe-TMPP/C) is examined and compared with carbon (C) and Pt-coated carbon (Pt/C) for oxygen reduction reaction in a two chambered microbial fuel cell (MFC). The Fe-TMPP/C is prepared by heat treatment and characterized using SEM, TEM, and XPS. The electrochemical properties of catalysts are characterized by voltammerty and single cell measurements. It is found that the power generation in the MFC with Fe-TMPP/C as the cathode is higher than that with Pt/C. The maximum power of the Fe-TMPP/C is 0.12 mW compared with 0.10 mW (Pt/C) and 0.02 mW (C). This high output with the Fe-TMPP/C indicates that MFCs are promising in further practical applications with low cost macrocycles catalysts.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권9호
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• pp.1481-1484
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• 2006

In this study, glucose and glutamate (copiotrophic conditions) were used to enrich electrochemically active bacteria (EAB) in a microbial fuel cell (MFC). The enriched population consisted primarily of ${\gamma}$-Proteobacteria (36.5%), followed by Firmicutes (27%) and O-Proteobacteria (15%). Accordingly, we compared our own enrichments done under many different conditions with those reported from the literature, all of which support the notion that electrochemically active bacteria are taxonomically very diverse. Enrichments with different types and levels of energy sources (fuels) have clearly yielded many different groups of bacteria.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.213-217
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• 2009

폐수처리와 동시에 전기를 생산할 수 있는 새로운 대체 에너지 기술로 주목받고 있는 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC)는 혐기성 조건의 산화전극(anode)에서 미생물에 의한 촉매작용을 통해 유기물질을 분해하면서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 성능을 파악하기 위하여 도시하수를 사용하여 폐수처리 효율과 전기생산 특성을 평가하였다. 도시하수에 탄소원으로서 acetate를 주입하였을 때 COD 제거율은 75.7%에서 88.2%로 증가하였으며 전압은 0.22 V에서 0.4 V까지 급격하게 상승하였다. 다양한 외부저항 하에서 전기생산에 미치는 산화전극과 환원전극(cathode) 사이의 전극 거리에 대한 영향 및 산화전극의 표면적에 대한 영향을 조사하였다. 최고 전력밀도는 $610mW/m^2$이었으며, 전극간 거리가 가깝고 산화전극의 표면적이 작을수록 전기발생에 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.87-96
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• 2010

미생물 연료전지의 전극소재는 전기발생량에 영향을 미치는 중요인자이다. 본 연구에서는 탄소전극의 두께 구조가 미생물 연료전지의 전력밀도 미생물 형성 미생물 군집의 다양성에 미치는 영향에 관해 연구를 수행하였다. 산화 환원 전극조합의 능률적인 구성을 위해 다양한 형태의 탄소전극으로 이루어진 7개 실험실 규모의 반응기가 연속식 공정으로 운전되었다. 반응기의 안정화 상태에서 구멍이 있는 흑연펠트(6 mm 두께) 조합이 전기발생량 238 mV, 그리고 쿨롱효율이 37%로 가장 높은 셀 성능을 나타내었다. 산화전극 표면에 미생물의 생성을 관찰하기 위해 SEM 촬영을 실시한 결과, 니트형태의 탄소섬유와 흑연펠트의 표면에 미생물양의 생성이 증가함을 관찰할 수 있었다. 식종 슬러지와 산화전극 부착성장 미생물의 우점종 변화를 관찰하기 위해 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집해석 결과, 식종슬러지내의 미생물 군집과 운전 후 각 전극에 우점화 된 미생물의 군집에는 차이를 보였다. 특히 흑연펠트의 탄소섬유에 전기활성 박테리아로 알려진 eobacter 종이 우점화 된 것을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.297-301
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• 2012

미생물연료전지는 미생물의 신진대사 활동을 통해 자발적으로 바이오매스를 전기로 전환시키는 바이오 전기화학 시스템이다. 본 연구에서는 미생물 접종원으로 활성슬러지를 사용하였으며, 미생물연료전지의 전기생산을 위한 기질로서 유가공 폐수의 적용 가능성을 검토하였다. 전력발생 장치로서 미생물연료전지의 성능을 파악하고자 전지전위, 전력밀도, 순환전압전류 분석 및 지속가능 전력생산에 관한 특성을 유가공 폐수를 적용하여 평가하였다. Chemical Oxygen Demand (COD) 2650 mg/L의 유가공 폐수를 이용한 미생물연료전지 시스템에서 COD가 88% 제거되었으며, 최대 전력밀도는 $40\;mW/m^2$에 도달하였다. 본 연구 결과로부터 유가공 폐수를 효과적으로 처리하는 동시에 전기를 생산하기 위한 미생물연료전지 기술의 적용 가능성을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.169-175
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• 2009

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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권12호
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• pp.1861-1872
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• 2019

In the present work, we isolated and identified Aspergillus sydowii NYKA 510 as the most potent laccase producer. Its medium constituents were optimized to produce the highest possible amount of laccase, which was after 7 days at 31℃ and pH 5.2. Banana peel and peptone excelled in inducing laccase production at concentrations of 15.1 and 2.60 g/l, respectively. Addition of copper sulfate elevated enzyme yield to 145%. The fungus was employed in a microbial fuel cell (MFC). The best performance was obtained at 2000 Ω achieving 0.76 V, 380 mAm^-2, 160 mWm^-2, and 0.4 W. A project to design a self-sufficient lighting unit was implemented by employing a system of 2 sets of 4 MFCs each, connected in series, for electricity generation. A scanning electron microscopy image of A. sydowii NYKA 510 was utilized in algorithmic form generation equations for the design. The mixed patterning and patterned customized mass approach were developed by the authors and chosen for application in the design.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권5호
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• pp.208-212
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• 2018

Microbial fuel cell (MFC) technology has been attractive since it can not only treat organic waste in an eco-friendly way by digesting it but also generate electricity by the unique metabolic process of microbes. However, it hasn't been employed in practical use until now because it is hard to integrate a small electricity up to an adequate amount of electric power and difficult to keep its bio-electric activity consistent. In this study, we combined an energy harvester with MFC (MFC-EH) to make the power-integration convenient and developed an energy self-sustainable wireless sensor system driven by a stable electric power produced by MFC-EH. Additionally, we build the low power application measuring data to be cast by the web in real-time so that it can be quickly and easily accessed through the internet. The proposed system could contribute to improvement of waste treatment and up-cycling technologies in near future.

• 상하수도학회지
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• 제26권3호
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• pp.355-360
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• 2012

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.