[논문]자연기반해법의 에너지원으로서 P-MFC 활용을 위한 연구경향 분석 - VOSviewer를 활용한 동시 출현단어 분석 중심으로 -

권미리; 반권수

doi:10.17663/jwr.2024.26.1.41

자연기반해법의 에너지원으로서 P-MFC 활용을 위한 연구경향 분석 - VOSviewer를 활용한 동시 출현단어 분석 중심으로 -
Analysis of research trends for utilization of P-MFC as an energy source for nature-based solutions - Focusing on co-occurring word analysis using VOSviewer -

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.26 no.1, 2024년, pp.41 - 50

권미리 (동아대학교 대학원 도시계획.조경학과) , 반권수 (동아대학교 조경학과)

초록
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식물 미생물 연료전지(P-MFC)는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 바이오매스 활용 에너지 기술로 지속가능한 환경을 고려하는 자연기반해법의 적정기술이다. 국내 수변공간에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 Web of Science에서 조회되는 P-MFC 관련 연구논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심 키워드를 도출하고 연구 동향을 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2010년대 중후반부터 크게 증가 추세에 있다. 국가별 논문 투고 수는 '중국'-'미국'-'인도' 순으로 가장 많았으며 2010년대 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작해 수변공간과 습지 환경이 풍부한 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 나라에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향의 경우, 1998년~2015년에는 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증에 대한 연구가 주를 이루었다. 2016년~2020년에는 미생물 연료전지 사용의 구체적인 조건, P-MFC의 구조 및 발전 방식과 관련된 연구가 주를 이루었다. 2021년~2023년에는 P-MFC 발전 과정의 제약 요소와 효율성 향상을 위한 구체적인 연구가 주로 진행되었다. 본 연구를 통해 파악된 P-MFC 관련 국제적 연구 동향은 향후 국내 수변공간에 적합한 기술 개발 시 유용한 자료로 사용될 수 있을 것이다. 향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 동향 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 국내에서 P-MFC 기술의 발전과 활성화를 위해서는 현장 적용성에 대한 연구 확대와 정책, 제도적 개선도 병행되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Plant Microbial Fuel Cells (P-MFCs) are biomass-based energy technologies that generate electricity from plant and root microbial communities and are suitable for natural fundamental solutions considering sustainable environments. In order to develop P-MFC technology suitable for domestic waterfront space, it is necessary to analyze international research trends first. Therefore, in this study, 700 P-MFC-related research papers were investigated in Web of Science, and the core keywords were derived using VOSviewer, a word analysis program, and the research trends were analyzed. First, P-MFC-related research has been on the rise since 1998, especially since the mid to late 2010s. The number of papers submitted by each country was "China," "U.S." and "India." Since the 2010s, interest in P-MFCs has increased, and the number of publications in the Philippines, Ukraine, and Mexico, which have abundant waterfront space and wetland environments, is increasing. Secondly, from the perspective of research trends in different periods, 1998-2015 mainly carried out microbial fuel cell performance verification research in different environments. The 2016-2020 period focuses on the specific conditions of microbial fuel cell use, the structure of P-MFC and how it develops. From 2021 to 2023, specific research on constraints and efficiency improvement in the development of P-MFC was carried out. The P-MFC-related international research trends identified through this study can be used as useful data for developing technologies suitable for domestic waterfront space in the future. In addition to this study, further research is needed on research trends and levels in subsectors, and in order to develop and revitalize P-MFC technologies in Korea, research on field applicability should be expanded and policies and systems improved.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. The process of keyword analysis
그림 Fig. 2. Number of P-MFC-related papers published by year.
그림 Fig. 3. Number of P-MFC-related papers published by major countries. * Countries with less than 10 cases are not expressed
그림 Fig. 4. Key Word Analysis Results (1998~2015). (Red-Cluster 1, Green-Cluster 2, Blue-Cluster 3)
표 Table 1. Top occurring keywords in different clusters from 1998 to 2015.
그림 Fig. 5. Key Word Analysis Results (2016~2020). (Red-Cluster 1, Green-Cluster 2, Blue-Cluster 3, Yellow-Cluster 4)
표 Table 2. Top occurring keywords in different clusters from 2016 to 2020
그림 Fig. 6. Key Word Analysis Results (2021~2023). (Red-Cluster 1, Green-Cluster 2, Blue-Cluster 3, Yellow-Cluster 4)
표 Table 3. Top occurring keywords in different clusters from 2021 to 2023.

AI 본문요약
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문제 정의

19(Van Eck and Waltman, 2023)를 활용하여 WoS(Web of Science)에서 조회되는 문헌들을 대상으로 국제적인 연구 경향을 분석하였다. 이를 통해 현재까지의 P-MFC 연구 동향 및 향후 국내에서 추진해야 할 연구 방향에 대해 고찰하고자 하였다.

제안 방법

논문검색 기간은 WoS에서 최초로 조회되는 1998년 부터 2023년까지로 하였으며 게재된 논문의 연도 및 국가별 게재 건수 등에 대한 분석을 실시하였다. 국가 간 동시 검색된 자료는 국가별 분류가 불가능하여 이후 분석에서 제외하였으며 최종적으로 선택된 자료들의 서지 정보를 텍스트 형식(.txt)으로 추출하였다. 모든 문헌의 제목, 저자, 발행기관, 학술지명, 발행 연도, 주제어, 초록 등의 서지 정보를 텍스트 파일 형태(.
검색어는 본 연구의 주제 단어인 ‘Plant microbial fuel cell’과 ‘P-MFC’을 선정하여 논문의 영문 제목, 영문초록, 저자 키워드에 등장하는 키워드를 검색하는 주제어(Topic) 검색을 이용하였다. 논문검색 기간은 WoS에서 최초로 조회되는 1998년 부터 2023년까지로 하였으며 게재된 논문의 연도 및 국가별 게재 건수 등에 대한 분석을 실시하였다. 국가 간 동시 검색된 자료는 국가별 분류가 불가능하여 이후 분석에서 제외하였으며 최종적으로 선택된 자료들의 서지 정보를 텍스트 형식(.
동시 출현단어 분석에는 취합된 논문 서지 정보 중 제목(title), 주제어(keywords), 초록(abstract)을 활용하였다. 단어 수 산출 방식은 ‘binary counting’을 선택하였으며, 이는 출현 논문 수만을 집계하는 방법이다.
따라서 본 연구에서는 P-MFC 기술의 타당성 검증 및 국내 적용 방안 마련에 앞서 데이터 마이닝 기반의 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer ver.1.6.19(Van Eck and Waltman, 2023)를 활용하여 WoS(Web of Science)에서 조회되는 문헌들을 대상으로 국제적인 연구 경향을 분석하였다. 이를 통해 현재까지의 P-MFC 연구 동향 및 향후 국내에서 추진해야 할 연구 방향에 대해 고찰하고자 하였다.
txt)으로 추출하였다. 모든 문헌의 제목, 저자, 발행기관, 학술지명, 발행 연도, 주제어, 초록 등의 서지 정보를 텍스트 파일 형태(.txt)로 수집(crawling)하였으며 문헌별 제목, 초록을 추가 확인 후 중복, 부적합 등 오류 건을 제외하고 최종 문헌을 취합하였다.
본 연구에서는 1998년~2023년까지 WoS에서 조회되는 P-MFC 관련 연구 논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심단어를 도출하고 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 현재까지 지속해서 진행되고 있으며 2010년대 중후반에 들어 주목받기 시작했다.
시기별 P-MFC 관련 분야의 핵심단어, 연구 동향 분석을 위해 1998년∼2015년, 2016년∼2020년, 2021년∼2023년으로 기간을 나누어 동시 출현 핵심단어를 분석하였다.
연구 결과는 주요 시기별로 연구 영역을 구분하고, 출현한 키워드를 기반으로 도표화하여 제시하였다. 이후, 단어 간의 연관 관계를 분석하여 단어들을 군집화(clustering)한 후 명명하였다.
단어의 군집 세분화 정도(clustering resolution)는 단어 군의 수가 안정적으로 유지되는 구간 중 최댓값으로 설정하였다. 연구 영역별로 출현 빈도가 높은 상위 키워드를 정리하고 이를 종합적으로 대표할 수 있는 주제를 분류한 후 연구 영역별 특성과 주요 연구 사례를 살펴보았다.

대상 데이터

WoS에서 1998년부터 2023년의 P-MFC 관련 논문을 검색한 결과, 게재된 논문은 총 700편으로 나타났으며 수집된 논문을 출반 연도별로 살펴보았다. P-MFC에 대한 최초의 연구논문이 출판된 연도는 1998년이었으며, 관련 논문의 게재 수는 1998년부터 2000년대 초반까지 매년 5편 이내로 나타났음을 알 수 있다.
검색어는 본 연구의 주제 단어인 ‘Plant microbial fuel cell’과 ‘P-MFC’을 선정하여 논문의 영문 제목, 영문초록, 저자 키워드에 등장하는 키워드를 검색하는 주제어(Topic) 검색을 이용하였다
1과 같다. 국제 학술지에 게재된 P-MFC 관련 연구 논문의 수집을 Web of science core collection의 SCIE database에서 관련 논문을 검색하였다. 검색어는 본 연구의 주제 단어인 ‘Plant microbial fuel cell’과 ‘P-MFC’을 선정하여 논문의 영문 제목, 영문초록, 저자 키워드에 등장하는 키워드를 검색하는 주제어(Topic) 검색을 이용하였다.
전체 700편의 관련 논문에 대해 총 16,635개의 단어 중 600개가 핵심단어로 나타났으나 이 중 60% 이상의 관련성을 가지는 단어(360개)를 대상으로 분석을 진행하였다. 시기별 P-MFC 관련 분야의 핵심단어, 연구 동향 분석을 위해 1998년∼2015년, 2016년∼2020년, 2021년∼2023년으로 기간을 나누어 동시 출현 핵심단어를 분석하였다.
4와 같다. 해당 기간에 게재된 논문의 수는 총 185편, 핵심단어는 총 147개가 추출되었으며 그중 관련성이 60%가 넘는 88개의 단어를 대상으로 분석을 진행해 총 3영역의 클러스터로 분류되었다.
5와 같다. 해당 기간에 게재된 논문의 수는 총 284편, 핵심 단어는 총 227개가 추출되었으며 그중 관련성이 60%가 넘는 136개의 단어를 대상으로 분석을 진행해 총 4영역의 클러스터로 분류되었다.
6과 같다. 해당 기간에 게재된 논문의 수는 총 30편, 핵심단어는 총 207개가 추출되었으며 그중 관련성이 60%가 넘는 124개의 단어를 대상으로 분석을 진행해 총 4영역의 클러스터로 분류되었다.

데이터처리

방대한 논문들에 대한 정량적인 연구 경향 분석을 위해 수집된 논문 서지 정보에 대한 분석은 국제적으로 널리 사용되고 있는 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer ver.1.6.19를 활용하였다(Van Eck and Waltman, 2023). VOSviewer는 과학 지식지도 소프트웨어 중 하나로 네덜란드 레이던 대학교 과학연구센터(The Centre for Science and Technology Studies, CWTS)의 Van Eck와 Waltman이 2009년 개발한 JAVA 기반 소프트웨어이다(Kim and Han, 2023).

성능/효과

분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 현재까지 지속해서 진행되고 있으며 2010년대 중후반에 들어 주목받기 시작했다. 2010년대까지는 중국, 미국 등의 나라가 대부분의 논문 게재 수를 차지했지만 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작하며 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등 수변환경이 풍부한 개발도상국들을 중심으로 게재수가 증가하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향은 1998년~2015년의 경우, 미생물 연료전지 관련 연구가 나타난 시점으로 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증이 주가 되었으며, P-MFC의 직접적인 언급은 미비했다.
우리나라의 경우 36건이 게재된 것으로 확인되었으나 대부분 미생물 기반의 MFC 연구결과로 P-MFC의 직접적인 연구 논문 수는 미미한 것으로 파악되었다. 2010년대까지는 중국, 미국 등의 나라가 대부분의 논문 게재 수를 차지했지만, 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작하며 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 국가에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다(Fig. 3).
이는 여전히 수변 환경에서 미생물 연료전지의 효율에 대한 연구가 진행되고 있으며 이전보다 구체적인 환경과 식물을 제시하고 있음을 시사한다. P-MFC가 직접적으로 언급된 클러스터4에서는 신재생 에너지로서의 P-MFC의 구조 및 발전 방법에 대한 연구가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 단어의 분포를 바탕으로 해당 기간에 단순히 P-MFC 관련 연구가 증가했을 뿐만 아니라 적용 환경, 식물, 구조와 관련된 세밀한 연구가 진행되었음을 의미한다.
국가별 투고 수는 ‘중국’-‘미국’-‘인도’ 순으로 가장 많았다
국가별 투고 수는 ‘중국’-‘미국’-‘인도’ 순으로 가장 많았다. 그 중 중국이 165편으로 가장 많은 논문을 게재한 것으로 나타났다. 우리나라의 경우 36건이 게재된 것으로 확인되었으나 대부분 미생물 기반의 MFC 연구결과로 P-MFC의 직접적인 연구 논문 수는 미미한 것으로 파악되었다.
해당 기간은 미생물 연료전지와 관련된 연구가 등장하기 시작한 시점으로 생산성, 연료전지를 중심으로 전체적인 단어 분포를 보였으며 토양, 폐수 등의 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능을 검증하는 연구가 진행되었다. 그러나 클러스터1, 2간의 거리가 분명하고 중심이 되는 하나의 단어가 존재하지 않아 영역 간 연관성은 적은 것으로 나타났다. 이 기간에는 식물을 직접적으로 활용한 MFC 관련 연구는 미미했으나 식물이 생육할 수 있는 토양, 수환경에서 미생물 연료전지의 성능과 관련된 기초적인 연구가 진행됨에 따라 P-MFC 발전이 가능한 구체적인 잠재 환경 조건에 대한 연구로의 전환 필요성을 시사한다.
2010년대까지는 중국, 미국 등의 나라가 대부분의 논문 게재 수를 차지했지만 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작하며 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등 수변환경이 풍부한 개발도상국들을 중심으로 게재수가 증가하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 기간별 연구 경향은 1998년~2015년의 경우, 미생물 연료전지 관련 연구가 나타난 시점으로 다양한 환경에서 미생물 연료전지의 성능 검증이 주가 되었으며, P-MFC의 직접적인 언급은 미비했다. 2016년~2020년의 경우, 본격적으로 P-MFC와 연관된 연구가 진행되기 시작한 시점으로, 미생물 연료전지 사용에 있어 구체적인 조건을 제시하였다.
특히, 2018년부터 2019년에 걸쳐 게재 수의 큰 증가가 있었다. 따라서 세계적으로 P-MFC와 관련된 연구는 전반적으로 상승세가 이어짐을 알 수 있다(Fig. 2).
2016년~2020년의 경우, 본격적으로 P-MFC와 연관된 연구가 진행되기 시작한 시점으로, 미생물 연료전지 사용에 있어 구체적인 조건을 제시하였다. 또한 P-MFC의 구조와 발전 방법에 관한 연구가 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 2021년~2023년은 P-MFC와 관련된 연구가 상당히 발전한 기간으로, P-MFC의 발전 과정의 제약 요소를 찾고, 효율적인 사용 조건 및 다양한 적용 환경 등을 찾기 위한 구체적인 연구가 진행되는 것으로 나타났다.
또한 이전과 동일하게 ‘Cell’을 중심으로 모든 클러스터가 인접하게 분포해 있으며, 특히 클러스터1, 2의 위치를 보았을 때 두 영역 간의 연관성이 높다고 판단할 수 있다
본 연구에서는 1998년~2023년까지 WoS에서 조회되는 P-MFC 관련 연구 논문 총 700편을 대상으로 동시 출현단어 분석 프로그램인 VOSviewer을 사용해 핵심단어를 도출하고 분석하였다. 분석 결과, 첫째, P-MFC 관련 연구는 1998년부터 현재까지 지속해서 진행되고 있으며 2010년대 중후반에 들어 주목받기 시작했다. 2010년대까지는 중국, 미국 등의 나라가 대부분의 논문 게재 수를 차지했지만 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작하며 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등 수변환경이 풍부한 개발도상국들을 중심으로 게재수가 증가하고 있는 것으로 나타났다.
분석을 통해 나타난 키워드를 통해 이전 분석 기간에 비해 P-MFC와 직접적으로 관련된 클러스터의 영역이 커진 것을 확인할 수 있으며, 이는 P-MFC와 관련된 연구가 상당히 발전했음을 시사한다. 또한 이전과 동일하게 ‘Cell’을 중심으로 모든 클러스터가 인접하게 분포해 있으며, 특히 클러스터1, 2의 위치를 보았을 때 두 영역 간의 연관성이 높다고 판단할 수 있다.
, 2021). 에너지는 경제적 복지와 직접적 연관이 있고, 개발에는 에너지가 필요하며 에너지 절약은 경제성장에 제약을 줄 수 있다. 특히 개발도상국들의 경우 실제로 경제를 발전시키기 위해 미래에 더 많은 에너지가 필요하다.
그 중 중국이 165편으로 가장 많은 논문을 게재한 것으로 나타났다. 우리나라의 경우 36건이 게재된 것으로 확인되었으나 대부분 미생물 기반의 MFC 연구결과로 P-MFC의 직접적인 연구 논문 수는 미미한 것으로 파악되었다. 2010년대까지는 중국, 미국 등의 나라가 대부분의 논문 게재 수를 차지했지만, 이후 P-MFC에 관해 관심이 커지기 시작하며 필리핀, 우크라이나, 멕시코 등의 국가에서도 게재 수가 늘어나고 있는 것으로 나타났다(Fig.
3). 이는 경제를 발전시키기 위해 더 많은 에너지가 필요한 개발도상국들에서 수변공간의 풍부한 식물 자원을 이용한 친환경 에너지원으로써 P-MFC에 대한 활용 잠재력에 대한 관심과 연구가 증가함에 따른 경향으로 판단되었다.
첫 번째 분석 기간인 1998~2015년의 핵심 단어 분포와 달리 ‘Cell’을 중심으로 모든 클러스터가 인접하게 분포해 있어 클러스터 간의 연관성도 증가했음을 의미한다
해당 기간 중 2018~2019년에 논문 게재 수의 가장 큰 증가가 나타났으며 본격적으로 P-MFC와 연관된 연구가 진행된 기간이다. 첫 번째 분석 기간인 1998~2015년의 핵심 단어 분포와 달리 ‘Cell’을 중심으로 모든 클러스터가 인접하게 분포해 있어 클러스터 간의 연관성도 증가했음을 의미한다.

후속연구

하지만 2010년 중후반부터 P-MFC의 사용 및 발전 효율을 증가시키기 위한 환경 조건 및 소재 등에 관한 연구가 지속해서 이뤄지고 있는 것으로 나타났다. P-MFC가 현재 습지와 같은 수변환경에서부터 폐수 정화 영역까지 긍정적 효과를 보이는 만큼 하천, 습지 식생이 풍부한 국내에서도 지속적으로 폭넓은 연구가 추진되어야 할 것으로 판단된다.
P-MFC는 식물과 근계의 미생물 군집에서 전기를 생성하는 새로운 바이오매스 활용 에너지 기술이자 지속 가능한 환경과 생태계를 고려하는 적정기술로서 우리나라와 같이 습지, 하천 등 수변공간 자원이 풍부한 지역에 광범위하게 적용할 수 있는 자연기반해법의 기술이다. 국내 환경에 적합한 P-MFC 기술 개발을 위해서는 국제적인 연구 동향과 수준에 대한 분석과 이해가 선행되어야 할 필요가 있다.
농업 분야나 일부 식물의 건강 상태 모니터링에 국한된 연구가 시범적으로 이루어지고 있으며 P-MFC 기술을 고도화하고 현장 적용성과 이를 응용한 발전 효율, 스마트 환경시설 등의 적용에 대해서는 연구가 전무한 실정이다. 국내에 도입할 수 있는 P-MFC 기술의 연구 방향성을 설정하고 본격적인 연구 활성화를 위해서 국내외 연구 동향에 대한 우선적인 분석과 시사점을 도출해야 할 필요가 있다.
이러한 단어의 분포를 통해 발전 과정에서 영향을 미치는 요소를 찾고 습지와 같은 환경이 아닌 다양한 환경에서 효율적으로 P-MFC를 적용하고자 하는 연구들이 진행됨을 확인할 수 있다. 그러나, 화석연료 대체원으로서의 역할로는 여전히 효율성에서 제약을 나타내며 이를 보완하기 위해 다양한 연구가 필요함을 시사한다.
향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 내용 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 이러한 연구 결과를 바탕으로 국내에서 P-MFC 설치 적지 도출 및 적용을 위한 평가, 설계 인자 등에 대해서도 계량적인 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한, 오탈자, 단어 중복 등과 같은 서지정보 검색 과정의 오류로 인한 키워드 도출의 정확성 또한 개선되어야 할 점으로 판단된다. 아울러 P-MFC 기술이 미래 세대를 위한 탄소중립 및 스마트 그린인프라 기술의 신유형으로서 발전해 나가기 위해서는 다양한 측면의 연구와 더불어 정책, 제도적 개선도 함께 이루어져야 할 것이다.
또한, 오탈자, 단어 중복 등과 같은 서지정보 검색 과정의 오류로 인한 키워드 도출의 정확성 또한 개선되어야 할 점으로 판단된다. 아울러 P-MFC 기술이 미래 세대를 위한 탄소중립 및 스마트 그린인프라 기술의 신유형으로서 발전해 나가기 위해서는 다양한 측면의 연구와 더불어 정책, 제도적 개선도 함께 이루어져야 할 것이다.
그러나 클러스터1, 2간의 거리가 분명하고 중심이 되는 하나의 단어가 존재하지 않아 영역 간 연관성은 적은 것으로 나타났다. 이 기간에는 식물을 직접적으로 활용한 MFC 관련 연구는 미미했으나 식물이 생육할 수 있는 토양, 수환경에서 미생물 연료전지의 성능과 관련된 기초적인 연구가 진행됨에 따라 P-MFC 발전이 가능한 구체적인 잠재 환경 조건에 대한 연구로의 전환 필요성을 시사한다.
P-MFC가 직접적으로 언급된 클러스터4에서는 신재생 에너지로서의 P-MFC의 구조 및 발전 방법에 대한 연구가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 이러한 단어의 분포를 바탕으로 해당 기간에 단순히 P-MFC 관련 연구가 증가했을 뿐만 아니라 적용 환경, 식물, 구조와 관련된 세밀한 연구가 진행되었음을 의미한다. 하지만 본격적으로 P-MFC를 적용함에 있어 적용 환경의 한계, 구조적 문제, 식물 선정과 같은 제약 사항이 발생할 수 있으므로 추후 이를 개선할 수 있는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
클러스터3은 이전 기간들과 같이 수변환경에서의 P-MFC의 효율 및 작동 원리와 관련된 단어가 분포했다. 이러한 단어의 분포를 통해 발전 과정에서 영향을 미치는 요소를 찾고 습지와 같은 환경이 아닌 다양한 환경에서 효율적으로 P-MFC를 적용하고자 하는 연구들이 진행됨을 확인할 수 있다. 그러나, 화석연료 대체원으로서의 역할로는 여전히 효율성에서 제약을 나타내며 이를 보완하기 위해 다양한 연구가 필요함을 시사한다.
또한, 세계 주요국의 탄소중립 선언으로 EU, 미국, 중국 등 주요국들은 기후테크 분야를 새로운 성장동력으로 육성하고자 대규모 투자를 진행하고 있으며 우리나라도 대통령 직속 ‘2050 탄소중립녹색성장위원회’를 통해 국가의 신성장동력으로서 기후테크를 육성할 정책 의지를 밝힌 바 있다(탄소중립녹색성장위원회, 2023). 이처럼 글로벌 기후 테크의 성장 전망을 고려할 때 에코테크, 지오테크 등의 융합적 기술인 P-MFC 분야에 대해서도 선제적이고 지속 가능한 연구와 투자가 필요한 시점이라고 할 수 있다.
생산되는 전기의 67% 이상이 석탄, 석유, 천연가스에서 생산되며 기타 원자력, 수력발전 및 풍력, 태양열 바이오 연료 및 폐기물을 포함한 기타 분야에서 생산되고 있다. 총발전량에서 화석 연료가 차지하는 비중은 지난 50년간 감소했으며 향후 수십 년 내에 더욱 감소할 것으로 예상된다(Keei, 2022). 화석 연료를 통한 발전은 온실 가스 배출 등 환경에도 악영향을 미칠 뿐 아니라 자원이 충분치 않은 지역에서는 특정 국가들에 의존해야 하는 에너지 불균형이 나타나 미래 전력 수요를 충족시키기 위한 대체 청정 및 녹색 에너지 기술을 추구하는 것이 지속 가능한 환경을 고려할 때 중요한 과제이다.
에너지는 경제적 복지와 직접적 연관이 있고, 개발에는 에너지가 필요하며 에너지 절약은 경제성장에 제약을 줄 수 있다. 특히 개발도상국들의 경우 실제로 경제를 발전시키기 위해 미래에 더 많은 에너지가 필요하다.
특히, 대한민국 2050 장기 저탄소 발전전략 목표 달성을 위해서는 수력, 조력, 수상 태양광 등 물을 이용한 기존 신재생에너지 사업 외 광범위하게 보유한 수변 생태자원을 활용한 새로운 미래 에너지 기술 발굴의 선도적 역할이 필요하다. 또한, 세계 주요국의 탄소중립 선언으로 EU, 미국, 중국 등 주요국들은 기후테크 분야를 새로운 성장동력으로 육성하고자 대규모 투자를 진행하고 있으며 우리나라도 대통령 직속 ‘2050 탄소중립녹색성장위원회’를 통해 국가의 신성장동력으로서 기후테크를 육성할 정책 의지를 밝힌 바 있다(탄소중립녹색성장위원회, 2023).
현재 화석연료와 같이 재생 불가능한 에너지가 고갈되고 있는 상황에서 P-MFC는 여러 가지 기술 및 환경적 제약으로 인해 아직 가용범위가 국한되어 있어 화석연료를 대체할 자원으로 사용되지 못한 상황으로 판단된다. 하지만 2010년 중후반부터 P-MFC의 사용 및 발전 효율을 증가시키기 위한 환경 조건 및 소재 등에 관한 연구가 지속해서 이뤄지고 있는 것으로 나타났다. P-MFC가 현재 습지와 같은 수변환경에서부터 폐수 정화 영역까지 긍정적 효과를 보이는 만큼 하천, 습지 식생이 풍부한 국내에서도 지속적으로 폭넓은 연구가 추진되어야 할 것으로 판단된다.
이러한 단어의 분포를 바탕으로 해당 기간에 단순히 P-MFC 관련 연구가 증가했을 뿐만 아니라 적용 환경, 식물, 구조와 관련된 세밀한 연구가 진행되었음을 의미한다. 하지만 본격적으로 P-MFC를 적용함에 있어 적용 환경의 한계, 구조적 문제, 식물 선정과 같은 제약 사항이 발생할 수 있으므로 추후 이를 개선할 수 있는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
향후 본 연구 외에 세부 분야별 연구 내용 및 수준에 대해서도 추가적인 연구가 필요하며 이러한 연구 결과를 바탕으로 국내에서 P-MFC 설치 적지 도출 및 적용을 위한 평가, 설계 인자 등에 대해서도 계량적인 연구가 진행되어야 할 것이다. 또한, 오탈자, 단어 중복 등과 같은 서지정보 검색 과정의 오류로 인한 키워드 도출의 정확성 또한 개선되어야 할 점으로 판단된다.
현재 화석연료와 같이 재생 불가능한 에너지가 고갈되고 있는 상황에서 P-MFC는 여러 가지 기술 및 환경적 제약으로 인해 아직 가용범위가 국한되어 있어 화석연료를 대체할 자원으로 사용되지 못한 상황으로 판단된다. 하지만 2010년 중후반부터 P-MFC의 사용 및 발전 효율을 증가시키기 위한 환경 조건 및 소재 등에 관한 연구가 지속해서 이뤄지고 있는 것으로 나타났다.

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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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