단국대, 고성능 ‘바이오 연료전지’ 개발...전력 생성 8배↑

[충청뉴스 박동혁 기자] 단국대학교 최영봉 교수 연구팀이 고려대 조진한·정윤장 교수팀, 강원대 권정훈 교수와 공동으로 바이오 연료전지(Biofuel Cell)의 성능을 획기적으로 높인 고성능 직물형 바이오 연료전지를 개발했다.

3인 단국대에 따르면 바이오 연료전지는 포도당을 산화할 때 생성되는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 생체 친화형 전지다. 심박조율기, 신경 자극기, 약물 전달 펌프를 비롯한 이식용 바이오메디컬 기기의 전력 공급원으로 활용된다.

기존 바이오 연료전지는 촉매 역할을 하는 효소가 전자를 전달하는 매개체에 제대로 고정되지 않아 시간이 지나면 효소가 떨어지는 문제가 발생했다.

이 같은 문제는 전력 생산 효율과 생체 내 구동 안정성을 낮춰 실제 응용이 어려웠다.

이에 최 교수는 전도성 직물 지지체 표면에 금속 나노입자를 결합해 효소를 고정하는 새로운 조립 메커니즘을 개발했다.

새롭게 개발된 직물형 바이오 연료전지는 기존 방식의 전지보다 전류 생성 성능이 80% 이상 높아졌고, 전력 생성 성능은 8배 이상 증가했다.

또 유연성 및 물리적 특성이 높아 일반적으로 이용되는 의료기구인 주사기 바늘, 카테터, 스텐트 등에 사용할 수 있다.

최 교수는 “이번에 개발한 바이오 연료전지는 고성능 바이오센서나 생체 삽입형 의료기기의 전력 공급원으로 폭넓게 사용될 것으로 기대된다”며 “웨어러블 및 인체삽입형 소자 시장에 새로운 플랫폼을 제공할 것으로 보인다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 국제 저명 학술지인 ‘Advanced Energy Materials’ 7월 호에 표지로 선정됐다.