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제안 방법
- 2(a)와 같이 제작된 두개의 CNT nanosheet 전극을 튜브에 넣어 벽면에 한 층으로 밀착시켰다. Chronoamperometry 방법으로 양극과 음극에 전압 0.16 V를 걸어주고, 전류를 측정했다. 시린지 펌프에서 1 ml/s의 유량을 7초간 가한 뒤 정지시키면서 전류변화를 살폈다.
- Fig. 2(b)와 같은 CNT nanosheet roll을 전극으로 이용해서 Glucose의 농도를 바꾸어 가며 Linear sweep voltammetry를 측정했다. CNT nanosheet는 유연한 성질 때문에 roll로 만들어 튜브내에서 이용이 가능했다.
- 그리고 Chronoamperometry를 통해서 유체 흐름에 따른 전력량을 비교하였다. 결과는 Fig.
- 그리고 각 전극을 Potentiostat (Solartron Modulab)의 음극과 양극에 연결하였다. 그리고 Linear sweep voltammetry를 0 V 에서 5 mV/s씩 증가시켜 전류가 음의 값을 갖는 지점까지 측정하여 Polarization curve를 그렸다. 그리고 이를 통해 Power curve를 계산할 수 있었다.
- 2(b)와 같이 제작된 두개의 CNT nanosheet roll 전극을 Anolyte와 Caholyte에 넣고 주입하였다. 그리고 각 전극을 Potentiostat (Solartron Modulab)의 음극과 양극에 연결하였다. 그리고 Linear sweep voltammetry를 0 V 에서 5 mV/s씩 증가시켜 전류가 음의 값을 갖는 지점까지 측정하여 Polarization curve를 그렸다.
- 나노 구조에 따른 전력생산량 증가를 확인하기 위해서 Glassy carbon 전극과 Fig. 2(a)와 같은 CNT nanosheet를 말지 않고 이용해서 Linear sweep voltammetry를 측정하였다.
- 3과 같이 세팅하였다. 두개의 튜브 측면에 구멍을 내어 염다리로 연결하고, 이 튜브에 유량을 넣어줄 수 있게 시린지 펌프(Harvard PHD 2000)를 연결하였다. 주사기에 앞선 실험과 똑같은 Anloyte와 Catholyte를 주입하였다.
- 먼저 CNT nanosheet roll을 전극으로 사용한 생체연료전지와 Glassy carbon 전극을 이용한 생체연료전지의 차이를 Linear sweep voltammetry를 통해서 확인하였다. Glassy carbon은 사용 전 연마를 통해서 표면을 깨끗이 만들고 실험하였다.
- 본 연구에서는 CNT Nanosheet를 이용해서 roll 형태의 생체연료전지로 만들었다. roll로 만든 생체연료전지는 채널내의 벽면에 붙여 사용할 수 있어서 유체흐름의 방해를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
- 본 연구에서는 CNT를 생적합성을 갖는 Nitrocellulose membrane에 직접하여 CNT nanosheet를 만들고, 이를 말아서 roll로 만들어 생체연료전지를 제작하였다. 제작된 생체연료전지는 나노구조에 의해서 평탄한 전극에 비해서 전력량이 컸다.
대상 데이터
- CNT Nanosheet roll 전극을 만들기 위한 multi-walled nanotubes (MWNT) 는 Iljin nanotech 제품을, 220 nm pore size nitrocellulose membrane filters는 Milipore 제품을 이용했다.
- CNT는 전도성이 좋아 pH, 유기인 센서나 ECG의 전극물질으로 이용된다[13-15]. MWNT는 금속성질을 띄어 높은 전도도를 나타내기 때문에 전극재료로 적합하여 이를 생체연료전지 roll의 재료로 이용하였다. MWNT는 1.
- Mediator로는 음극에는 Potassium ferricyanide (K3Fe(CN)6)를 사용했고, 양극에는 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS)를 사용했다.
- 생체연료전지에 사용되는 효소로 Glucose oxidase (GOx), Laccase (Lac)를 사용했다. Mediator로는 음극에는 Potassium ferricyanide (K3Fe(CN)6)를 사용했고, 양극에는 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS)를 사용했다.
- 화학약품 중 GOx, Lac, ABTS, citric acid trisodium salt, potassium phosphate monobasic은 Sigma-aldrich의 제품을 이용하였고, Potassium ferricyanide, Citric acid monohydrate은 Junsei제품을, Potassium phosphate dibasic, Agar는 삼전화학 제품을 이용하였다.
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