[논문]전기화학적 기법에 의한 미생물연료전지 내부저항 특성 파악 및 전력관리시스템 연계 전압 변화와 유기물 저감에 미치는 영향

장재경; 박혜민; 김태영; 양윤석; 여정진; 강석원; 백이; 권진경

doi:10.9718/jber.2018.39.5.220

전기화학적 기법에 의한 미생물연료전지 내부저항 특성 파악 및 전력관리시스템 연계 전압 변화와 유기물 저감에 미치는 영향
Identification of Internal Resistance of Microbial Fuel Cell by Electrochemical Technique and Its Effect on Voltage Change and Organic Matter Reduction Associated with Power Management System 원문보기

Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering, v.39 no.5, 2018년, pp.220 - 228

장재경 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) , 박혜민 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) , 김태영 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) , 양윤석 (전북대학교 바이오메디컬공학부) , 여정진 (전북대학교 바이오메디컬공학부) , 강석원 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) , 백이 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과) , 권진경 (국립농업과학원 농업공학부 에너지환경공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The internal resistance of microbial fuel cell (MFC) using stainless steel skein for oxidizing electrode was investigated and the factors affecting the voltage generation were identified. We also investigated the effect of power management system (PMS) on the usability for MFC and the removal efficiency of organic pollutants. The performance of a stack microbial fuel cell connected with (PMS) or PMS+LED was analyzed by the voltage generation and organic matter reduction. The maximum power density of the unit cells was found to be $5.82W/m^3$ at $200{\Omega}$. The maximum current density was $47.53A/m^3$ without power overshoot even under $1{\Omega}$. The ohmic resistance ($R_s$) and the charge transfer resistance ($R_{ct}$) of the oxidation electrode using stainless steel skein electrode, were $0.56{\Omega}$ and $0.02{\Omega}$, respectively. However, the sum of internal resistance for reduction electrode using graphite felts loaded Pt/C catalyst was $6.64{\Omega}$. Also, in order to understand the internal resistance, the current interruption method was used by changing the external resistance as $50{\Omega}$, $300{\Omega}$, $5k{\Omega}$. It has been shown that the ohm resistance ($R_s$) decreased with the external resistance. In the case of a series-connected microbial fuel cell, the reversal phenomenon occurred even though two cells having the similar performance. However, the output of the PMS constantly remained for 20 hours even when voltage reversal occurred. Also the removal ability of organic pollutants (SCOD) was not reduced. As a result of this study, it was found that buffering effect for a certain period of time when the voltage reversal occurred during the operation of the microbial fuel cell did not have a serious effect on the energy loss or the operation of the microbial fuel cell.

주제어

표/그림 (9)

그림 그림 1. 미생물연료전지 시스템. Fig. 1. Construction of MFC system.
그림 그림 2. 미생물연료전지에 사용한 전극과 양이온교환막. (a) 흑연펠트(그라파이트펠트) 전극 (b) 스테인레스스틸망 전극 (c) 양이온 교환막. Fig. 2. Electrode and ion exchange membrane of MFC. (a) graphite felt, (b) stainless steel skein, and (c) proton exchange membrane (Nafion 424).
그림 그림 3. 전력관리시스템(Power management system, PMS). Fig. 3. Schematic diagram of power management system. (a) used PMS, (b) PMS circuit connected with MFC.
그림 그림 4. (A) MFC_SGc의 전류-전압과 전력-전류 곡선 (B) MFC_SGc의 산화전극과 환원전극의 전위 변화. Fig. 4. (A) V-I and P-I curves for MFC_SGc (B) electrode potentials in MFC_SGc.
그림 그림 5. 산화 전극부와 환원 전극부의 Nyquist plot. Fig. 5. Nyquist plot for the oxidation electrode portion and reduction electrode portion.
그림 그림 6. 전류차단 후 시간에 따른 전압 변화. Fig. 6. Voltage change over time for MFC after a current interruption.
그림 그림 7. 직렬연결방법에 따른 MFC, PMS 전압 변화. Fig. 7. Voltage change of MFC and PMS according to seriesconnection.
그림 그림 8. 병렬 연결 방법에 따른 MFC, PMS 전압 변화. Fig. 8. Voltage change of MFC and PMS according to parallel-connection.
그림 그림. 9. 직렬 연결에 의한 유기오염물질(SCOD)제거율 비교. Fig. 9. Comparison of soluble chemical oxygen demand (SCOD) removal rate by serial-connection.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 미생물연료전지 단위 셀의 내부저항 특성을 파악하고 또한 미생물연료전지 단위 셀을 직렬 또는 병렬로 스택 후 PMS를 적용하여 승압하여 사용 가능 여부와 이때 유기오염물질 제거능에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

제안 방법

각 연결 방법(단일 셀(MFC 1, MFC 2), 직렬(MFC 1-2), 직렬(MFC 1-2)+PMS, 그리고 직렬(MFC 1-2)+PMS+LED에 따라 미생물연료전지 출력 전압 변화에 따라 유기물 감소에 미치는 영향을 알아보았다(그림 9). 직렬로 연결 한 후 PMS를 연결한 미생물연료전지 (MFC 1-2 PMS)의 유기물 제거 효율은 약 75.
단위 셀의 성능 및 내부저항을 분석하고, 출력값이 유사한 미생물연료전지 2개를 이용하여 단일 셀(MFC 1, MFC 2)과 직렬(MFC 1-2) 또는 병렬(MFC 1//2) 스택(stack) 및 여기에 미생물연료전지의 미세전류를 최소 전압인 3 V이상으로 승압 운전이 가능한 전력관리시스템(PMS)과 LED와 같은 부하를 연결하여 전압변화 및 유기오염물질의 저감을 확인하였다. 단위 셀의 최대 전력 밀도는 200 Ω일때로 나타났으며, 5.
미생물연료전지에서 발생하는 셀 전압은 멀티미터(multimeter, Model 2700, Keithley Instrument Inc., Cleveland, OH, USA)를 이용하여 5분 간격으로 데이터를 수집하였다. 측정된 전압은 옴의 법칙(Ohm’s law)에 따라 식 (2.
미생물연료전지의 전압감소의 원인인 내부저항을 분석하기 위하여 임피던스를 측정하였다. 임피던스 측정법은 교류파를 이용하여 주파수에 따라 각기 다르게 반응하여 진폭과 위상의 변화를 일으키므로 임피던스는 전기화학 현상을 이해하기 위해 이용하고 있다[22].
, Warminster, PA, USA)를 사용하였다. 산화전극의 임피던스를 측정할 때는 산화전극을 작업전극(working electrode, WE)에 연결하고 환원전극에 상대전극(counter electrode, CE)을 연결하였으며, 기준전극(reference electrode, RE)은 산화전극 반응조에 넣고 측정하였다. 이때 주파수 범위(frequency range)는 10⁻²Hz에서 10⁶ Hz로 교류진폭은 10 mV으로 하였다.
01 V로 나타났다. 유사한 전류값을 나타내는 미생물연료전지 단위 셀 2개를 이용하여 직렬 연결하여 전압 값을 확인하였다. 이때 직렬연결하였을 때, 전압값은 단위셀 전압의 합으로 나타났다.
음극부에는 인공폐수를 조제하여 사용하였다. 인공폐수는 탄소원으로 아세트산 나트륨(sodium acetate)을 사용하여 일정하게 농도를 제조하였으며, 여기에 10 mM 미량원소 용액(trace mineral solution)과 10 mM 염 용액(salt solution), 30 mM 인산염 완충용액(phosphate buffer solution)을 이용하여 pH를 7.0로 유지 되도록 하였다[3]. 이렇게 조제한 인공 폐수는 121℃에서 15분간 멸균하여 사용하였다.
여기서 V는 전압, I는 전류, R은 저항을 나타낸다. 전류 밀도(current density)와 전력밀도(power density)는 측정된 전압과 산출한 전류를 근거하여 산화전극부 부피로 나누어 계산하였다.
LTC3108 내에서는 교류로 증폭된 입력 전력이 차지 펌프(charge pump) 회로와 정류회로(rectifier)를 통해 이차 증폭 및 직류 전력으로 정류된다. 증폭 및 정류된 전력은 정전압 회로(regulrator)를 통해 안정화된 전압(3.3 V)의 직류전력으로 최종 변환되어 커패시터(470 µF)에 저장되고 부하에 전력을 공급할 수 있도록 하였다(그림 3).
그림 8는 단위 셀 (MFC1과 MFC2)의 전압값, 병렬 연결된 MFC 1//2의 전압값, 그리고 LED와 연결된 병렬 연결된 MFC 1//2((MFC 1//2)-PMS-LED)의 전압값의 변화를 나타낸 것이다. 직렬연결 할 때와 마찬가지로 유사한 전류값을 나타내는 미생물연료전지 단위 셀 2개를 이용하여 병렬 연결하여 전압값을 확인하였다. 병렬 연결하였을 때는 전류값은 단위 셀의 합으로, 전압은 단위 셀의 전압값인 약 0.
화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand, CODcr)은 HACH kit (Low range: 0~150 mg/L)를 이용하여 150°C에서 2시간 동안 반응시킨 후, 흡광도(DR 5000, Hach, USA)를 측정하였다. 임피던스는 포텐시오미터(potentiometer; Reference 600, Gamry Instruments Inc.
환원전극에는 촉매를 입힌 흑연펠트를, 산화전극에는 스테인리스 스틸 망(stainless steel skein) 전극을 충진한 2개 미생물연료전지 단위 셀(MFC 1, MFC 2)의 성능을 측정하였다. 이때 최대 전압을 나타내는 열린회로 전압(open circuit vlotage, OCV)은 0.

대상 데이터

그림 2. 미생물연료전지에 사용한 전극과 양이온교환막. (a) 흑연펠트(그라파이트펠트) 전극 (b) 스테인레스스틸망 전극 (c) 양이온 교환막.
외부의 출력 기기로 총 10개의 LED를 연결할 수 있게 구성하였다. 사용한 LED의 사양은 고휘도LED (Red)로 전압 2 V, 전류 20 mA였으며, PMS의 내부구성은 초단 부의 변압기(transformer, ratio 1:100) 스위칭을 통해 전압이 교류로 증폭되며 상용 DC-DC 컨버터 IC인 LTC3108 (Linear Technology, USA)을 이용하게 된다. LTC3108 내에서는 교류로 증폭된 입력 전력이 차지 펌프(charge pump) 회로와 정류회로(rectifier)를 통해 이차 증폭 및 직류 전력으로 정류된다.
미생물연료전지는 산화전극부와 환원전극부 각각 50 mL(5cm 가로 × 5cm 세로 × 2cm 깊이) 부피로 산화전극부에서 발생하는 전자를 환원 전극에 흐르게 하기 위하여 티타늄 와이어(titanium wire)를 사용하여 전류 수집기(current collector)로 사용하였으며, 외부저항은 50 Ω으로 연결하였다(그림 1). 산화 전극으로 스테인리스 스틸 망을, 환원 전극(cathode electrode)으로는 백금촉매를 입힌 흑연펠트를 이용(MFC_SGc)하여 충진하였다(그림 2). 환원전극에 0.
3 V이다. 외부의 출력 기기로 총 10개의 LED를 연결할 수 있게 구성하였다. 사용한 LED의 사양은 고휘도LED (Red)로 전압 2 V, 전류 20 mA였으며, PMS의 내부구성은 초단 부의 변압기(transformer, ratio 1:100) 스위칭을 통해 전압이 교류로 증폭되며 상용 DC-DC 컨버터 IC인 LTC3108 (Linear Technology, USA)을 이용하게 된다.

이론/모형

, Cleveland, OH, USA)를 이용하여 5분 간격으로 데이터를 수집하였다. 측정된 전압은 옴의 법칙(Ohm’s law)에 따라 식 (2.1)로 전류를 산출하였고, 전력은 측정된 전압과 산출 한 전류를 식 (2.2)에 따라 환산하였다.

성능/효과

그러나 본 연구에서 사용한 스테인리스 스틸 망은 주방에서 사용하는 철 수세미를 적용한 것으로 부식은 거의 없는 것으로 나타났다. 부식성만으로 전극 적합성 여부를 말하기는 어려우나 스테인리스 스틸 망 전극은 부식성이 없으면서 실타래와 같은 망상구조이기 때문에 미생물이 부착할 수 있는 표면적이 넓고, 전기전도도가 높아 미생물 대사과정에서 생성되는 전자를 전달하는데 용이하다.
이때 직렬연결하였을 때, 전압값은 단위셀 전압의 합으로 나타났다. 다시 단위 셀의 안정적인 전압 값을 확인한 후, 직렬 연결한 MFC 1-2에 3.3 V로 출력되도록 제조된 전력관리시스템(Power management system, PMS)을 연결 하였을 때 최대 ~3.3 V로 승압되어 출력되는 것을 확인하였다. 그러나 직렬 연결하였을 때 전압은 0.
부하(LED)를 연결 하였을 때 직렬 연결할 경우에 오히려 유기물 제거 효울이 조금 증가하는 것으로 나타났다. 단위 셀의 직렬 연결시, 역전현상이 발생하였으며(그림 7), 직렬 연결한 MFC에 PMS와 LED 부하를 연결한 MFC (MFC 1-2 PMS+LED)의 PMS 출력값 저하와 역전 현상이 지속됨에 따라 유기물 제거에 영향을 미칠 것으로 판단하였으나 오히려 직렬 연결한 MFC에 PMS와 LED 부하를 연결한 MFC (MFC 1-2 PMS+LED)의 유기물 제거효율은 약 81.1 ± 4.5%로 증가한 것으로 나타났다. 이것은 미생물연료전지 전극이 캐퍼시터의 역할을 하고 있는 상태에서 전자의 싱크(sink)로 작용하는 LED가 연결되면서 전자의 흐름이 가속화되어 소모되게 되어, 음극부에서 미생물의 유기물 분해가 증가된 것으로 판단된다.
부식성만으로 전극 적합성 여부를 말하기는 어려우나 스테인리스 스틸 망 전극은 부식성이 없으면서 실타래와 같은 망상구조이기 때문에 미생물이 부착할 수 있는 표면적이 넓고, 전기전도도가 높아 미생물 대사과정에서 생성되는 전자를 전달하는데 용이하다. 또한 가격 경쟁력을 갖추고 있어 흑연펠트 전극을 대체하여 사용 가능한 것으로 나타났다.
직렬연결 시 역전 현상이 발생하더라도 일정 시간 동안은 운전에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 역전현상이 일어나도 3.3V의 전력을 공급할 수 있도록 제작된 전력관리시스템(PMS)은 일정한 전력 유지되는 것으로 나타나 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 것으로 판단된다.
임피던스를 이용한 내부저항을 측정하였을 때, 환원전극의 흑연펠트의 경우, 전형적인 임피던스 패턴을 보였으나, 산화전극의 스테인리스 스틸망 전극의 경우에는 옴저항(R_s)과 전하이동 저항(R_ct)값이 매우 낮은 것으로 나타났다. 또한 전류차단법을 이용하여 저항을 50 Ω, 300 Ω, 5 kΩ으로 변화시키면서 확인한 결과, 외부에 걸어주는 저항이 증가에 따라 저항 전압손실(Rs)이 감소하는 것으로 나타났다. 유사한 전압값을 갖는 두 개의 단위 셀을 이용, 직렬연결 하였을 때는 역전 현상이 발생하였으나, 병렬 연결 하였을 때는 발생되지 않았다.
직렬연결 할 때와 마찬가지로 유사한 전류값을 나타내는 미생물연료전지 단위 셀 2개를 이용하여 병렬 연결하여 전압값을 확인하였다. 병렬 연결하였을 때는 전류값은 단위 셀의 합으로, 전압은 단위 셀의 전압값인 약 0.01 V로 나타났다. 병렬 연결한 MFC1//2에 전력관리시스템을 연결하였을 때 ~3.
본 연구결과 그림 4에 나타났듯이 높은 저항 영역(그림 4a의 왼쪽)에서 나타나는 활성도 손실(activation loss)값은 큰 것으로 나타났으나 낮은 저항 영역(그림 4a의 오른쪽)에서 발생되는 물질전달 손실(mass transfer loss)는 거의 나타나지 않았다. 물질전달 손실은 전극으로 유입되는 반응물질이 불충분하여 반응속도가 제한을 받을 때 발생하는데 이에 대한 문제는 없는 것으로 나타났다.
본 연구에서 저항을 50 Ω, 300 Ω, 5 kΩ으로 변화시키면서 확인한 결과, 외부에 걸어주는 저항의 증가에 따라 저항전압손실(R_s)이 감소하는 것을 확인하였다. He 등(2009)은 내부저항과 외부저항이 같을 때 최대전력을 발생한다고 발표하였는데[22], 외부저항을 변화시키는 것으로 미생물연료전지의 내부저항을 줄이면서 전류발생의 최적화하는데 중요한 인자가 될 것으로 판단된다.
5%로 나타났다. 부하(LED)를 연결 하였을 때 직렬 연결할 경우에 오히려 유기물 제거 효울이 조금 증가하는 것으로 나타났다. 단위 셀의 직렬 연결시, 역전현상이 발생하였으며(그림 7), 직렬 연결한 MFC에 PMS와 LED 부하를 연결한 MFC (MFC 1-2 PMS+LED)의 PMS 출력값 저하와 역전 현상이 지속됨에 따라 유기물 제거에 영향을 미칠 것으로 판단하였으나 오히려 직렬 연결한 MFC에 PMS와 LED 부하를 연결한 MFC (MFC 1-2 PMS+LED)의 유기물 제거효율은 약 81.
02 Ω으로 나타났다. 산화전극의 총 내부 저항은 옴 저항과 전하이동 저항의 합인 0.58 Ω으로 낮은 것으로 나타났다.
유사한 전압값을 갖는 두 개의 단위 셀을 이용, 직렬연결 하였을 때는 역전 현상이 발생하였으나, 병렬 연결 하였을 때는 발생되지 않았다. 역전현상이 발생된 직렬연결 MFC 1-2를 약 20시간 운전하는 동안 PMS의 출력은 감소되지 않았으며, 유기오염물질(SCOD)의 제거능도 감소되지 않았다. 오히려 유기물 제거 효율이 조금 증가하는 것으로 나타났다.
역전현상이 발생된 직렬연결 MFC 1-2를 약 20시간 운전하는 동안 PMS의 출력은 감소되지 않았으며, 유기오염물질(SCOD)의 제거능도 감소되지 않았다. 오히려 유기물 제거 효율이 조금 증가하는 것으로 나타났다. 오 등(2007)은 전압역전 현상이 발생하였을 때 에너지 손실을 유발할 뿐 만 아니라 미생물 성장을 억제할 수 있으며, 결과적으로는 미생물연료전지 운전이 실패 된다고 발표하였는데[14], 본 연구결과로 보면, 미생물연료전지를 운전하는 과정에서 전압역전 현상이 일어났을 때 일정시간 동안은 버퍼링 효과가 있어 에너지 손실이나 미생물연료전지 운전에 치명적인 영향을 바로 미치지는 않는 것으로 나타났다.
53 A/m³으로 나타났다. 임피던스를 이용한 내부저항을 측정하였을 때, 환원전극의 흑연펠트의 경우, 전형적인 임피던스 패턴을 보였으나, 산화전극의 스테인리스 스틸망 전극의 경우에는 옴저항(R_s)과 전하이동 저항(R_ct)값이 매우 낮은 것으로 나타났다. 또한 전류차단법을 이용하여 저항을 50 Ω, 300 Ω, 5 kΩ으로 변화시키면서 확인한 결과, 외부에 걸어주는 저항이 증가에 따라 저항 전압손실(Rs)이 감소하는 것으로 나타났다.
이러한 결과는 김 등(2017)이 발표한 미생물연료전지를 스택 할 때 초기에 병렬연결을 한 후 직렬 또는 병렬로 연결하면 역전현상이 발생하지 않는다는 결과와 같았다[12]. 전압역전 현상이 발생하였을 때 에너지 손실을 유발할 뿐 만 아니라 미생물 성장을 억제할 수 있으며, 결과적으로는 미생물연료전지 운전이 실패된다고 한 연구 결과로 볼 때, 초기 미생물연료전지를 스택 할 때 병렬로 충분한 전류를 확보하면 미생물연료전지 스택 시 발생되는 중요한 제한인자인 역전 현상 발생을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.
6%)와 비슷한 것으로 보여진다. 직렬 연결한 MFC에 PMS와 LED 부하를 연결한 MFC (MFC 1-2 PMS+LED)의 유기물 제거 효율은 약 81.1 ± 4.5%로 나타났다. 부하(LED)를 연결 하였을 때 직렬 연결할 경우에 오히려 유기물 제거 효울이 조금 증가하는 것으로 나타났다.
각 연결 방법(단일 셀(MFC 1, MFC 2), 직렬(MFC 1-2), 직렬(MFC 1-2)+PMS, 그리고 직렬(MFC 1-2)+PMS+LED에 따라 미생물연료전지 출력 전압 변화에 따라 유기물 감소에 미치는 영향을 알아보았다(그림 9). 직렬로 연결 한 후 PMS를 연결한 미생물연료전지 (MFC 1-2 PMS)의 유기물 제거 효율은 약 75.4 ± 0.7% 제거효율을 보였다. PMS를 연결하기 전 단일 셀의 유기물 제거효율 (75.
82 W/m³이었다. 최대 전류값은 1Ω이하에서도 power overshoot 현상 없이 최대 전류 밀도 47.53 A/m³으로 나타났다. Power overshoot 현상은 많은 연구자들 결과에서도 나타났으며, 주로 10 Ω 이하의 낮은 외부 저항 연결 시 그래프가 꺾여 전류가 감소하는 현상이 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	출력 전압의 한계는 무엇인가?	등(2009)과 Clauwaert 등(2008)은 하·폐수처리에 미생물연료전지를 활용하기 위해서는 전력밀도가 최소 400 W/m3 이상이어야 경쟁력이 있다고 하였다[7-8]. 미생물연료전지의 산화환원 전위 차이에 의한 이론 전압 값은 NADH (−0.32V)와 산소(+0.82 V)의 산화환원 전위 값으로부터 계산되어 약 1.14 V 미만인데, 실제 측정되는 전압값은 0.8V미만이다[9-12]. 그러나 운전시 전압은 이 보다도 더 낮은 0.2~0.5 V 수준의 전압이 발생된다. 이러한 출력 전압의 한계는 MFC를 실제 전원 공급 장치로 적용하기 위한 단점으로 작용하고 있다.
	전압역전 현상으로 인해 발생할 수 있는 문제점은 무엇인가?	미생물연료전지는 같은 조건으로 운전하여도 성능 차이가 발생되어 출력 전압이 일정하지 않기 때문에 스택 할 때 전압역전 현상이 발생할 가능성이 높다는 것이다[13]. 오 등(2007)은 전압역전 현상이 발생하였을 때 에너지 손실을 유발할 뿐 만 아니라 미생물 성장을 억제할 수 있으며, 결과적으로는 미생물연료전지 운전이 실패 된다고 발표하였다[14]. 더불어 전압 역전현상의 원인 중의 하나가 산화전극에서의 연료 부족에 의한다고 하였다.
	미생물연료전지란 무엇인가?	미생물연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)는 미생물의 촉매작용을 이용하여 유기물을 전자공여체로 하여 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로 바이오 에너지 기술 중 하나에 속한다[1-4]. 미생물연료전지는 하·폐수로부터 전기에너지 생산이 가능하다는 것이 발표된 이후 다양한 방향으로 연구가 되어 왔는데 가장 많은 연구는 하·폐수처리에 적용하는 것이며[5] 이외에도 BOD와 독극물을 실시간 모니터링 할 수 있는 바이오센서로 개발되거나[6], 플로리다대 스튜어트 월킨슨 교수 그룹은 실험적인 시도로 미생물연료전지를 몸체에 부착한 가스트로놈이라는 설탕을 먹고 소화하여 자체 전기를 얻어 작동되는 로봇을 공개하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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