가축 분뇨를 이용한 미생물 연료전지의 특성 및 MEA 열화

Abstract

고분자전해질 연료전지용 MEA(Membrane and Electrode Assembly)와 가축분뇨를 이용해 미생물연료전지(MFC)를 구동하였다. 여러 균을 혼합해 MFC를 구동했을 때 개별적으로 구동했을 때보다 높은 개회로전위(OCV)를 나타냈다. 돼지분뇨, 소분뇨, 닭분뇨, 오리 분뇨 중 돼지 분뇨를 이용했을 때 제일 높은 OCV 540mV를 보였다. 그리고 돼지분뇨에서 최고 <TEX>$963mW/m^2$</TEX>의 전력이 발생하였다. MFC 구동과정에서 MEA의 <TEX>$Na^{2+}$</TEX>, <TEX>$Ca^{2+}$</TEX>, <TEX>$K^+$</TEX> 이온 및 불순물들에 의한 오염이 MFC의 낮은 성능의 한 원인임을 확인하였다. Microbial fuel cells (MFC) were operated with livestock wastes and PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cells) MEA (Membrane and Electrode Assembly). OCV of MFC with mixtures of microbial was higher than that of MFC with single microbial. MFC using pig wastes showed highest OCV (540 mV) among cow waste, chicken waste and duck waste. And the power density of MFC using pig waste was <TEX>$963m</TEX><TEX>W/m^2$</TEX>. Contamination of MEA with <TEX>$Na^{2+}$</TEX>, <TEX>$Ca^{2+}$</TEX>, <TEX>$K^+$</TEX> ion and impurities was the one cause for low performance of MFC during operation.