초록 ▼

개발내용 및 결과
● 1차년도 : 단일 세포 기반 고효율 자기유지형 미생물 연료전지를 위한 핵심 요소기술 개발
▸ 세포 배양 기술 개발
▸ 고효율 전극 재료 개발
▸ 자기유지형 전극 구조 개발
● 2차년도 : 단일 세포 기반 고효율 자기유지형 미생물 연료전지 제작 및 평가
▸ 요소 기술의 통합에 의한 미생물 연료 전지 제작
▸ 2차원 전극 및 세포 어레이 구조 제작
▸ 어레이 구조를 이용한 미생물 연료 전지 평가
- 광합성을 통해 생성되는 전기 에너지를 추출하기 위한 세포의 선정 및

개발내용 및 결과
● 1차년도 : 단일 세포 기반 고효율 자기유지형 미생물 연료전지를 위한 핵심 요소기술 개발
▸ 세포 배양 기술 개발
▸ 고효율 전극 재료 개발
▸ 자기유지형 전극 구조 개발
● 2차년도 : 단일 세포 기반 고효율 자기유지형 미생물 연료전지 제작 및 평가
▸ 요소 기술의 통합에 의한 미생물 연료 전지 제작
▸ 2차원 전극 및 세포 어레이 구조 제작
▸ 어레이 구조를 이용한 미생물 연료 전지 평가
- 광합성을 통해 생성되는 전기 에너지를 추출하기 위한 세포의 선정 및 세포의 기능성과 생존성을 보장할 수 있는 배양기술 개발
- 세포 내 산화 환원 반응 시 추출 에너지 효율을 높일 수 있는 전극 물질의 선정 및 개발
- 추출 에너지 효율을 높일 수 있는 단일 세포 기반 전극 구조 개발
- 세포 내 추출 에너지 효율을 높일 수 있는 재료로 구성된 마이크로 팁 구조의 전극과 선정된 세포를 포획, 삽입할 수 있는 마이크로 유체 칩의 결합에 의한 미생물 연료 저지 제작기술 개발
- 5,000-30,000개 수준의 2차원 마이크로 팁 어레이 제작 기술 및 세포의 포획, 농축, 세포의 gel화에 의한 세포 농축 어레이 제작 기술 개발
- 마이크로 팁 어레이와 마이크로 유체 칩이 결합된 미생물 연료 전지의 CV 특성, SCC, OCV 등의 측정을 통한 특성 평가 및 분석

Abstract ▼

III. Research results and plan of application
The research period is two years; the research goal of the 1st year is the development of critical technology elements for single cell based high efficient self-sustainable micro bial fuel cell,the 2nd year fabrication and evaluation of single cell ba

III. Research results and plan of application
The research period is two years; the research goal of the 1st year is the development of critical technology elements for single cell based high efficient self-sustainable micro bial fuel cell,the 2nd year fabrication and evaluation of single cell based high efficient self-sustainable micro bial fuel cell. In detail, in the 1st year, they are (1) development of cell culture technology, (2) development of high efficient electrode materials, and (3) development of self-sustainable electrode structure. In the 2nd year, they are (1) fabrication of micro bial fuel cell by merge of critical technology elements, (2) development of two dimensional electrode and cell array, and (3) evaluation of micro bial fuel cell using arrayed structure.
Thorough two years, we have developed the fabrication technology of micro tips of which height is 10-50㎛, aspect ratio of above 5, and apex radius of below 10nm. Using this fabrication technology, two dimensional micro tip array with tips above 40,000 within 3cm x 3cm has been fabricated. Also, cell arrayed structure without handling each cell has been fabricated by control the cell concentration using micro fluidic chip. Combining the micro tip array with the micro fluidic chip, micro bial fuel cell has been completed and evaluated by measurement of CV based open circuit voltage and short circuit current.
Evaluation results show that each micro tip can be inserted into the each cell and micro tip electrode can measure the reaction of the cell inside the reactor. The fabricated and evaluated micro bial cell shows the novel possibility as an energy source with totally new concept in which each micro tip is inserted into the each cell without manipulation of individual cell.
Evidenced by our experimental results, the developed micro bial fuel cell based on single cell can be exploited for the novel clean energy production technology supported by the maximization of energy extraction efficiency and the optimization of the electrode structure.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 초록 ... 2
• 요약문 ... 5
• Summary ... 7
• 목차 ... 9
• 표 목차 ... 12
• 그림 목차 ... 13
• 제1장 서론 ... 19
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 19
• 제2절 연구개발의 국내․외 현황 ... 20
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 21
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 25
• 제1절 연구의 최종목표 ... 25
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 25
• 제3절 연도별 추진체계 ... 28
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 35
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 35
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 105
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 106
• 제4절 연도별 연구성과(논문․특허 등) ... 107
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 109
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ... 112
• 제7절 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설․장비 현황 ... 113
• 제4장 참고문헌 ... 115
• 끝페이지 ... 116