• 분석과학
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• 제8권3호
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• pp.335-340
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• 1995

Bacillus subtilis와 PVA를 사용한 미생물막 전극을 이용하여 수질시료의 생화학적 산소요구량(BOD)을 측정할 수 있는 BOD 자동화 측정장치를 개발하였다. 본 연구에서 개발한 BOD 자동화 측정장치는 glucose/glutamic acid BOD 표준용액을 사용시 60ppm까지 직선적인 감응을 나타내었으며, 시료주입 후 10분 이내에 자동으로 BOD 측정기능을 수행하였다. Bacillus subtilis와 PVA를 사용한 미생물막 전극의 감응시간과 회복시간은 각각 5분이었으며, BOD 측정 정장치의 자동화에 의하여 10% 오차내에서 재현성 있는 결과를 얻을 수 있었다.

• 분석과학
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• 제10권2호
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• pp.146-152
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• 1997

미생물막 전극을 이용하여 신속하게 생화학적 산소요구량(BOD)을 측정할 수 있는 신속 BOD 측정장치를 개발하였다. 미생물의 배양과 미생물막의 제조방법, BOD 측정시 시료 용액의 흐름속도의 영향, 용액의 pH의 영향, 그리고 미생물막의 감응특성 등에 관하여 연구하였다. 본 연구에서 개발한 신속 BOD 측정장치는 개인용 컴퓨터에 연결되어 BOD 측정의 전 과정이 자동으로 진행되도록 제작되었으며, 시료 용액의 유속이 7.8mL/min일 때 시료 주입 5분 후의 측정시에 좋은 결과를 나타내었다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.453-458
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• 2016

고분자전해질 연료전지용 MEA (Membrane and Electrode Assembly)와 돼지분뇨를 이용해 미생물연료전지(MFC)를 구동하였다. 미생물 연료전지에서 과불소계막과 탄화수소막의 성능을 비교하였다. 탄화수소막으로 sPAES 막을 사용하였고 과불소계막은 Gore 막을 사용했다. sPAES MEA가 Gore MEA보다 OCV는 50mV 높았고 출력 밀도는 비슷했다. sPAES 막을 강화시킴으로써 성능을 안정시킬 수 있었다. 미생물 연료전지의 셀 온도 $45^{\circ}C$에서 최고의 성능을 얻었고 배양액 순환속도 50 ml/min에서 최고의 성능을 얻었다. 최적 조건에서 돼지 분뇨를 이용한 미생물연료전지에서 최고 $1,100mW/m^2$의 출력 밀도가 발생하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권2호
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• pp.438-441
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• 2005

A mediator-less microbial fuel cell (MFC) was used to determine the performance effects of a membrane­electrode assembly (MEA). The MFC with an MEA generated a higher current with an increased coulomb yield when compared to an MFC with a separate cathode. Less oxygen was diffused through an MEA than through a Nafion membrane. The MFC performance was improved with a buffer, although a high-strength buffer reduced the performance.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.175-181
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• 2014

고분자전해질 연료전지용 MEA(Membrane and Electrode Assembly)와 가축분뇨를 이용해 미생물연료전지(MFC)를 구동하였다. 여러 균을 혼합해 MFC를 구동했을 때 개별적으로 구동했을 때보다 높은 개회로전위(OCV)를 나타냈다. 돼지분뇨, 소분뇨, 닭분뇨, 오리 분뇨 중 돼지 분뇨를 이용했을 때 제일 높은 OCV 540mV를 보였다. 그리고 돼지분뇨에서 최고 $963mW/m^2$의 전력이 발생하였다. MFC 구동과정에서 MEA의 $Na^{2+}$, $Ca^{2+}$, $K^+$ 이온 및 불순물들에 의한 오염이 MFC의 낮은 성능의 한 원인임을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권5호
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• pp.974-980
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• 1996

멥쌀로 탁주를 제조하여 발효과정 중에 변화되는 에탄올 및 포도당의 함량을 동시에 측정할 수 있는 바이오센서를 dual cathode electrode를 이용하여 제작하였다. Alcohol oxidase와 glucose oxidase는 nylon net에 고정화시켜 anode가 한 개이고 cathode가 두 개인 dual cathode electrode에 부착하여 용존산소가 소모되는 변화량을 측정하여 간접적으로 포도당과 에탄올의 농도를 동시에 측정할 수 있도록 하였다. 이 시스템의 최적 조건은 $35^{\circ}C$에서 pH 7.5인 0.1 M 인산 완충용액이었다. 바이오센서를 이용하여 측정한 값을 분광광도법과 gas chromatography를 이용한 값과 비교해 본 결과 유사한 것으로 나타났다. Dual cathode electrode를 이용한 바이오센서로 측정할 경우 다른 분석방법과 같은 복잡한 전처리 과정없이 두 가지 성분을 동시에 측정하는 것이 가능함으로써 신속하게 측정할 수 있었으며, 탁주와 같은 발효식품의 발효 중 변화하는 두 가지 성분을 동시에 측정할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권12호
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• pp.3649-3653
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• 2013

As anode fabrication with different materials has been proven to be a successful alternative for enhancing power generation in the microbial fuel cells, a new approach to improved performance of MFCs with the use of menadione/carbon powder composite-modified carbon cloth anode has been explored in this study. Menadione has formal potential to easily accept electrons from the outer membrane cytochromes of electroactive bacteria that can directly interact with the solid surface. Surface bound menadione was able to maintain an electrical wiring with the trans-membrane electron transfer pathways to facilitate extracellular electron transfer to the electrode. In a single chamber air cathode MFC inoculated with aerobic sludge, maximum power density of $1250{\pm}35mWm^{-2}$ was achieved, which was 25% higher than that of an unmodified anode. The observed high power density and improved coulomb efficiency of 61% were ascribed to the efficient electron shuttling via the immobilized menadione.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.324-329
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• 2004

Oxygen diffuses through the cation-specific membrane, reducing the coulomb yield of the fuel cell. In the present study, attempts were made to enhance current generation from the fuel cell by lowering the oxygen diffusion, including the uses of ferricyanide as a cathode mediator and of a platinum-coated graphite electrode. Ferricyanide did not act as a mediator as expected, but as an oxidant in the cathode compartment of the microbial fuel cell. The microbial fuel cell with platinum-coated graphite cathode generated a maximum current 3-4 times higher than the control fuel cell with graphite cathode, and the critical oxygen concentration of the former was 2.0 mg $1^{-1}$, whilst that of the latter was 6.6 mg $1^{-1}$. Based on these results, it was concluded that inexpensive electrodes are adequate for the construction of an economically feasible microbial fuel cell with better performance as a novel wastewater treatment process.

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.173-184
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• 2010

미생물 연료전지는 신재생에너지로서 미생물이 유기물을 분해하는 신진대사 과정을 통해서 전기에너지를 생성한다. 각종 유기물이 풍부한 폐수를 이용하여 전력을 생산할 뿐 아니라, 슬러지 발생량도 감축할 수 있는 미래 전도유망한 친환경에너지이다. 하지만 이를 상용화하기 위해서는 전지 내부에서 발생하는 모든 저항요소들을 감소시켜 더 높은 전력밀도를 생산해야 될 필요가 있다. 예를 들어 신진대사가 활발한 미생물의 종류, 미생물과 전극의 효과적인 전자전달 과정, 전극의 재료 및 형태 등의 개선을 통하여 전력밀도를 높일 수 있다. 특히, 고분자 전해질 분리막의 성능개선은 산화, 환원전극조를 완벽히 분리할 뿐만 아니라, 환원전극으로의 수소이온 전도도를 높여 내부저항을 줄일 수 있는 핵심 요소이다.