원예특작 연구동향 리포트
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  • 원예산업신문
  • 승인 2015.06.01 15:23
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식물 - 미생물 전지 활용한 수질정화와 전기생산

 
■ 연구기관
△한국 : 국립농업과학원, 연세대학교
△일본 : Yamaguchi University, Nagasaki University
△독일 : Helmholtz Centre for Environmental Research
△벨기에 : Ghent University
△네덜란드 : Wageningen University

■연구내용
1911년 Potter에 의해 효모나 박테리아의 전기화학적 성질이 발표된 이래 Shewanella에서 미생물전지(microbial fuel cell, MFC)를 통해 전기발생이 보고되었다.
하폐수처리 공정에 유기성 물질을 정화하면서 전기에너지를 추출하는 MFC를 개발하였다.
MFC는 오염물질을 정화하고 전기를 만들어 낼 수 있어 1석 2조의 효과를 나타내어 도시폐수, 축산폐수, 산업폐수 등의 정화를 위해 개발된 바 있다.
네덜란드 Wageningen 대학연구팀은 습지식물과 미생물전지로 신재생 에너지를 생산하여 보내는 기술을 개발하였다.
식물과 미생물전지를 결합한 P-MFC 연구가 진행되었으며, 벼 재배토양에 퇴비를 1% 혼합하였을 때 최대 700mV까지 전기가 발생하였다.

■국내 기술수준과 전망
벼를 모델식물로 P-MFC 연구를 국립농업과학원에서 진행하여 접촉전극에서의 미생물군의 변화에 대해 연구하였다.
논을 비롯한 습지와, 인공습지를 활용할 경우 도시내 생활하수 정화와 전기생산이라는 1석2조의 효과를 거둘 수 있으며 도시농업분야에서는 센서나 소형 모터 등의 전력원으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

■ 참고문헌 및 사이트
● Ahn, J.H., W.S. Jeong, M.Y. Choi, B.Y. Kim, J. Song, and H.Y. Weon. 2014. Phylogentic diversity of dominant bacterial and archaeal communities in plant-microbial fuel cells using rice plants. J. Microbiol. Biotechnol. 24:1708-1718.
● Jung, S.P. 2013. Practical imple-mentation of microbial fuel cells for bioelectrochemical wastewater treatment. J. Kor. Soc. Urban Environ. 13:93-100.
● Moqsud, M.A., J. Yoshitake, Q.S. Bushra, M. Hyodo, K. Omine, David Strik. 2014. Compost in plant microbial fuel cell for bioeclectricity generation. Waste Management 36:63-69.
● Kouzuma, A., N. Kaku, and K. Watanabe. 2014. Microbial electricity generation in rice paddy fields: recent advances and perspectives in rhizopshere microbial fuel cells. Appl. Microbial Biotechnol. 98:9521-9526.

■자료제공 : 국립원예특작과학원 도시농업과 박사후연구원 정현환