퇴적물을 이용한 미생물연료전지는 강이나 해저 퇴적물 안의 유기물과 미생물의 촉매작용을 이용하기 때문에, 높은 지속성이 퇴적물이용 미생물 연료전지 작동을 보장할 수 있다. 그러나, 빈 영양상태의 퇴적물은 종종 전자공여체(즉, 유기 물질)의 제한을 만든다. ...
퇴적물을 이용한 미생물연료전지는 강이나 해저 퇴적물 안의 유기물과 미생물의 촉매작용을 이용하기 때문에, 높은 지속성이 퇴적물이용 미생물 연료전지 작동을 보장할 수 있다. 그러나, 빈 영양상태의 퇴적물은 종종 전자공여체(즉, 유기 물질)의 제한을 만든다. 전자공여체 결핍의 결과로 퇴적물을 이용한 MFC에서는 낮은 전력생산과 낮은 지속성이 발생한다. 본 연구의 목적은 퇴적물을 이용한 MFC에서의 산화전극(소모성 산화전극; Mg와 흑연)에 따른 전력생산비교 및 키틴의 첨가 유무가 전력생산에 어떤 영향이 있는지를 통해 해저에서의 퇴적물을 이용한 에너지원으로의 사용 가능성을 타진해보고자 했다. 약 40일 간의 연구동안 마그네슘, 흑연, 마그네슘에 키틴을 첨가한 전극, 흑연에 키틴을 첨가한 전극의 최대 전력밀도는 각각 1100, 0, 1575 그리고, 2 ㎽/㎡로 나타났다. 마그네슘에 키틴을 첨가한 전극이 가장 많은 전력을 발생했고, 그 다음으로 마그네슘이었다. 이것은 마그네슘의 부식과 키틴의 산화로부터 얻어진 전기화학적 반응이 마그네슘만 사용했을 때보다 30% 정도의 전력을 증가시켰다고 보여 졌다. 마그네슘에 키틴을 주입한 전극이 마그네슘보다 더 느리게 부식되어졌는데 이것은 키틴의 첨가가 마그네슘 부식을 느리게 진행시킨 것으로 사료된다. 이것은 퇴적물 자체의 빈 영양 상태에 기질의 주입이 필요하다는 것으로 보여 진다. 마그네슘과 키틴을 이용한 이번 연구에서는 해저에서 사용가능한 기계를 조작하기에 충분한 전력이 발생하였다.
퇴적물을 이용한 미생물연료전지는 강이나 해저 퇴적물 안의 유기물과 미생물의 촉매작용을 이용하기 때문에, 높은 지속성이 퇴적물이용 미생물 연료전지 작동을 보장할 수 있다. 그러나, 빈 영양상태의 퇴적물은 종종 전자공여체(즉, 유기 물질)의 제한을 만든다. 전자공여체 결핍의 결과로 퇴적물을 이용한 MFC에서는 낮은 전력생산과 낮은 지속성이 발생한다. 본 연구의 목적은 퇴적물을 이용한 MFC에서의 산화전극(소모성 산화전극; Mg와 흑연)에 따른 전력생산비교 및 키틴의 첨가 유무가 전력생산에 어떤 영향이 있는지를 통해 해저에서의 퇴적물을 이용한 에너지원으로의 사용 가능성을 타진해보고자 했다. 약 40일 간의 연구동안 마그네슘, 흑연, 마그네슘에 키틴을 첨가한 전극, 흑연에 키틴을 첨가한 전극의 최대 전력밀도는 각각 1100, 0, 1575 그리고, 2 ㎽/㎡로 나타났다. 마그네슘에 키틴을 첨가한 전극이 가장 많은 전력을 발생했고, 그 다음으로 마그네슘이었다. 이것은 마그네슘의 부식과 키틴의 산화로부터 얻어진 전기화학적 반응이 마그네슘만 사용했을 때보다 30% 정도의 전력을 증가시켰다고 보여 졌다. 마그네슘에 키틴을 주입한 전극이 마그네슘보다 더 느리게 부식되어졌는데 이것은 키틴의 첨가가 마그네슘 부식을 느리게 진행시킨 것으로 사료된다. 이것은 퇴적물 자체의 빈 영양 상태에 기질의 주입이 필요하다는 것으로 보여 진다. 마그네슘과 키틴을 이용한 이번 연구에서는 해저에서 사용가능한 기계를 조작하기에 충분한 전력이 발생하였다.
Because sediment microbial fuel cells (SMFCs) utilize organic materials and microbial catalysts in river or oceanic sediment for electricity generation, high sustainability can be ensured in SMFC operation. However, oligotrophic sediment often creates limitation of electron donor (i.e., organic matt...
Because sediment microbial fuel cells (SMFCs) utilize organic materials and microbial catalysts in river or oceanic sediment for electricity generation, high sustainability can be ensured in SMFC operation. However, oligotrophic sediment often creates limitation of electron donor (i.e., organic matter). It results in low power production and poor sustainability of SMFCs. The objective of this study is to evaluate electricity generation using sacrificial magnesium anodes and graphite anodes with or without chitin addition in SMFCs. During 40 days, maximum power densities of magnesium, graphite, magnesium and chitin, and graphite and chitin were 1100, 0, 1575 and 2 ㎽/㎡, respectively. The combination of magnesium and chitin produced the highest power, followed by magnesium electrode, showing combined electrochemical reactions from magnesium corrosion and chitin oxidation increased electricity generation by 30%. A magnesium electrode supplemented with chitin was more slowly corroded than the magnesium alone because chitin addition slowed magnesium corrosion. It shows strict oligotrophic condition of sediment, suggesting necessity of substrate addition in SMFCs. The power level obtained in our experiment using magnesium and chitin was enough for operating oceanographic instruments, which can be possibly deployed in the coastal ocean.
Because sediment microbial fuel cells (SMFCs) utilize organic materials and microbial catalysts in river or oceanic sediment for electricity generation, high sustainability can be ensured in SMFC operation. However, oligotrophic sediment often creates limitation of electron donor (i.e., organic matter). It results in low power production and poor sustainability of SMFCs. The objective of this study is to evaluate electricity generation using sacrificial magnesium anodes and graphite anodes with or without chitin addition in SMFCs. During 40 days, maximum power densities of magnesium, graphite, magnesium and chitin, and graphite and chitin were 1100, 0, 1575 and 2 ㎽/㎡, respectively. The combination of magnesium and chitin produced the highest power, followed by magnesium electrode, showing combined electrochemical reactions from magnesium corrosion and chitin oxidation increased electricity generation by 30%. A magnesium electrode supplemented with chitin was more slowly corroded than the magnesium alone because chitin addition slowed magnesium corrosion. It shows strict oligotrophic condition of sediment, suggesting necessity of substrate addition in SMFCs. The power level obtained in our experiment using magnesium and chitin was enough for operating oceanographic instruments, which can be possibly deployed in the coastal ocean.
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