고려대 연구팀, '고성능 바이오 연료전지' 개발

조진한·정윤장 교수팀 연구 성과
“외부 장치 의존 없이 전력 공급”
“생체이식 바이오센서 등에 적용”

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 외부 장치에 의존하지 않고도 전력 공급이 가능한 고성능 직물형 바이오 연료 전지를 개발했다.

왼쪽부터 고려대 화공생명공학과 조진한 교수, 정윤장 교수, KU-KIST 융합대학원 장윤준 석사과정학생, 강원대 에너지자원화학공학과 권정훈 교수, 단국대 코스메티컬소재학과 최영봉 교수(사진=고려대 제공)

고려대는 조진한·정윤장 화공생명공학과 교수팀이 이러한 성과를 거뒀다고 13일 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자사업 등의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 저명 국제학술지(Advanced Energy Materials) 6월 7일 자에 게재됐다.

바이오 연료 전지(BFC)는 생물학적 촉매를 활용해 생화학적 에너지를 전기에너지로 변환해주는 에너지 원이다. 특히 생체에 이식한 바이오센서·심장박동기 등의 전자소자를 외부 장치 없이도 구동할 수 있도록 해주는 생체 친화형 전지로 주목받고 있다. 다만 기존 바이오 연료 전지는 전력 효율과 안정성·유연성이 낮아 실제 적용에는 한계가 있었다.

고려대 연구팀은 효소, 전자전달 매개체, 금속 나노 입자를 결합해 독창적인 전자전달 매개체 조립 방식을 개발했다. 비전도성 결합체를 사용하지 않아도 되는 장점을 갖춘 방식이다. 대신 금속 나노 입자를 함유하면 전극 사이의 전자 이동이 효과적으로 개선, 전지 성능을 높일 수 있다.

실제 연구팀이 개발한 바이오 연료 전지는 기존 방식에 비해 음극 전류 생성 기능이 80% 이상 항상됐다. 전력 생산 기능 역시 8배 이상 높은 것으로 확인됐다. 장윤준 KU-KIST 석사과정 학생은 “이번에 개발한 바이오 연료전지는 기존에 비해 높은 성능을 요구하는 고성능 바이오센서나 생체 삽입형 의료기기의 전력 공급원으로 폭넓게 사용될 것”이라고 기대했다.

신하영 (shy1101@edaily.co.kr)