미생물연료전지의 성능향상을 위한 하이드로젤 및 다중벽 탄소나노튜브를 이용한 산화전극의 표면개질

The surface of graphite fiber fabric anode was modified with a hydrogel and a mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube, and their effectiveness were compared to the unmodified anodes in a batch microbial fuel cell (microbial fuel cells). The maximum power density of the MFC was determined by both performance of the anode and cathode. The maximum power density for the MFC with the anode modified with the mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube was $1,162mW/m^2$ which was 27.7% higher than that with the unmodified graphite fiber fabric anode. "The mixture of hydrogel and multiwall carbon nanotube is a good surface modifier for anode with high biological affinity and low activation losses." 본 연구에서는 흑연섬유직물로 이루어진 산화전극의 표면을 하이드로젤 및 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체를 이용하여 표면을 개질하였다. 개질된 산화전극이 미생물연료전지의 성능향상에 미치는 영향을 회분식 시스템을 이용하여 평가하였으며, 개질하지 않은 흑연섬유직물 및 흑연펠트 산화전극과 비교하였다. 미생물연료전지의 전력밀도는 산화전극 및 환원전극의 성능에 크게 영향을 받았다. 최대전력밀도는 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체로 흑연섬유직물 표면을 개질한 산화전극을 사용한 경우 $1,162mW/m^2$로서 표면개질을 하지 않은 흑연섬유직물 산환전극을 사용한 미생물연료전지에 비하여 27.7% 향상되었다. 산화전극 표면을 개질에 사용된 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체는 산화전극 표면의 생물친화도와 전도성을 증가시키고 활성화저항을 크게 감소시킬 수 있는 우수한 표면개질제로 평가되었다.