화학공학소재연구정보센터
  • 소변을 이용한 무선 송신기 전력 공급 착용가능 에너지 발전기등록일 : 2015/12/14
  • 소형화된 미생물 연료전지(MFC)를 포함하고 착용자의 발걸음에 의해 펌프된 소변으로 연료화되는 한 쌍의 양말이 PC로 신호를 보내기 위해 무선 송신기에 전력을 공급했다. 이는 미생물 연료 전지 기술을 바탕으로 착용가능 에너지 발전기에 의해 전력이 공급된 첫 번째 자기 충만 시스템이다.

    `Self-sufficient Wireless Transmitter Powered by Foot-pumped Urine Operating Wearable MFC`라는 제목의 과학 논문이 Bioinspiration and Biomimetics에 게재되었다.

    이 논문은 웨스트 잉글랜드 대학 브리스톨 바이오에너지 센터 이오아니스 이에로포울로스 교수에 지도된 실험실 기반 실험을 설명하고 있다. 브리스톨 바이오에너지 센터는 웨스트 잉글랜드 대학(UWE 브리스톨)과 브리스톨 대학 사이의 협력 파트너십인 브리스톨 로보틱스 연구실을 기반으로 한다.

    한 쌍의 양말 내 포함된 소프트 MFC는 인간 구동자 걸음에 의해 순환된 신선한 소변을 이용하여 공급된다. 일반적으로 연속적인 흐름 MFC는 미생물 연료 전지에 걸쳐 소변을 순환시키기 위해 펌프에 전력을 공급하는 간선에 의존하지만 이 실험은 인간의 활동에 순전히 따른다. 수동 펌프는 단순한 물고기 순환 시스템에 기반했고 걸음 동작은 MFC를 거쳐 소변이 지나가도록 하고 에너지를 발생시키는 원인이 되었다. 발뒷꿈치 아래 위치된 소프트 튜브들은 걸음에 의해 자주 유체 밀고 당기기를 보장했다. 착용가능 MFC 시스템은 PC 조절된 수신 모듈로 2분마다 메시지를 전달할 수 있는 무선 송신 보드를 성공적으로 구동했다.

    레로포울로스 교수는 연료로 소변을 이용하는 MFC를 가진 휴대 전화에 이미 전력을 공급했던 착용가능 기술에서 이런 성공을 모방할 수 있기를 원했으며 또한 펌프로 발 동작과 연료로 소변을 이용하여 인체 전력만으로 구동하도록 이 시스템이 전체적으로 자급 자족하길 원했다고 말했다.

    이 연구는 휴대용과 착용가능 전자소자들을 위해 폐기물을 이용하는 가능성을 열고 있다. 예를 들어, 최근 연구는 응급 상황에서 사람의 좌표를 전송하기 위해 착용가능 MFC 기술에 기반한 시스템을 개발할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 동시에, 이는 만약 작동자의 소변이 MFC의 연료라면 소자가 간단히 작동할 것이므로 생명의 증거로 나타낼 수 있다.

    미생물 연료 전지(MFC)는 폐 유체로 전기를 발전시키기 위해 박테리아를 이용한다. 그들은 미생물 성장을 위해 이용된 바이오화학 에너지를 만들고 이를 직접 전기로 전환한다. 이 기술은 유기 폐기물의 어떤 형태도 이용할 수 있으며 가치 있는 녹색 기술로 만들도록 화석 연료들에 의존하지 않고 이를 유용한 에너지로 전환시킬 수 있다.

    센터는 현재 난민 캠프들에서 좁은 방들을 밝히기 위해 소변 전력 기술을 이용하는 옥스팸과 파트너십에서 프로토타입 소변기를 만들기 시작했다.

    그림 설명: 소형화된 미생물 연료전지(MFC)를 포함하고 착용자의 발걸음에 의해 펌프된 소변으로 연료화되는 한 쌍의 양말이 PC로 신호를 보내기 위해 무선 송신기에 전력을 공급했다.

    참고 자료: M Taghavi et al. Self sufficient wireless transmitter powered by foot-pumped urine operating wearable MFC, Bioinspiration & Biomimetics (2015). DOI: 10.1088/1748-3190/11/1/016001
  • 키워드 : 미생물, 연료전지, 소변, 발전기, 착용가능
  • 출처 : KISTI 미리안 글로벌동향브리핑