미생물 연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)

미생물 연료전지(Microbial Fuel Cell, MFC)는 미생물의 대사활동을 통해 전기를 생성하는 장치.

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미생물 연료전지는 환경 친화적이며 지속 가능한 에너지 소스로 계속 성장할 분야.
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MFC의 이론적인 원리:

미생물 전기활동:
MFC의 핵심은 미생물이라 할 수 있다. 특히, 대장균, 석탄 중합균 등의 박테리아가 많이 사용된다.
미생물은 유기물을 대사하여 전자를 생성한다. 이 과정에서 생성된 전자는 외부 전기회로를 통해 이동할 수 있다.
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아노드 반응:
아노드는 미생물이 산화될 곳이다. 미생물은 유기물을 산화하면서 전자를 방출한다. 이 전자는 아노드에 전달되어 외부 회로로 나가게 된다.

대표적인 아노드 반응은 유기물의 산화로,
CH3COOH → CO2 + 8H+ + 8e− 와 같습니다.
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카소드 반응:
카소드에서는 전자가 전기적으로 양성자와 결합하여 전원에서 흘러나오는 외부 전류를 생성한다.
대표적인 카소드 반응은
O2 + 4H+ + 4e− → 2H2O 입니다.
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이온 전달 및 전류 생성:
미생물이 생성한 전자는 외부 전기회로를 통해 카소드로 이동하면서 전류를 생성한다.
이온 전달을 가능하게 하는 전해질이 사용된다.
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전기 생성 및 응용:
외부 회로를 통해 생성된 전기는 전구, 센서 등 다양한 전기 소모기기에 공급될 수 있다.
MFC는 폐수 처리, 에너지 회수, 센서 작동 등 다양한 응용분야에서 활용되고 있다.