단국대학교

△최영봉 교수

최영봉 화학과 교수(강의전담조교수, 공동저자)가 고려대 조진한 교수팀, 강원대 권정훈 교수팀과 공동으로 우수한 전력 생산 성능과 구동 안정성을 보이는 동시에 지닌 고성능의 생체연료전지를 개발했다.

생체연료전지는 포도당을 산화시킬 때 생성되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 초소형 장치다. 심박조율기, 신경 자극기, 약물 전달 펌프를 비롯한 이식용 바이오메디컬 기기의 전력 공급원으로 활용된다.

△생체연료전지 모식도

기존 생체연료전지는 탄소를 기반으로 하는 BFC 전극을 주로 사용했으나 전력 효율이 낮고 수명(8일 이내)이 짧은 한계가 있었다. 또한 복잡한 합성 과정과 산화 과정에서 생물 독성을 일으키는 문제가 발생했다. 

연구팀은 면 섬유에 독특한 구조를 가진 금속산화물 나노입자와 생체효소를 코팅해 높은 전류 생성과 안정성을 지닌 생체연료전지 개발에 성공했다. 새롭게 개발된 생체전지는 단위 면적당 전력이 10.4mw/㎠ 으로 기존에 있던 생체연료전지에 비해 매우 높은 전력을 생산하면서도 60일 후에도 50%의 성능을 보이는 등 높은 구동 안정성을 보였다. 

△ 어드밴스드 머티리얼즈 11월호 표지(Back Cover Image)에 선정되었다.

이번 연구는 재료과학 분야 최고 권위의 과학학술지인 「어드밴스드 머티리얼즈（Advanced Materials, IF=29.4)」 11월 호에 표지(Back Cover Image)로 선정되었다.

최 교수는 “이번에 개발된 섬유 기반의 생체연료전지는 다양한 형태의 나노바이오, 의료 소재에 적용될 수 있다”며 “웨어러블 및 인체삽입형 소자 시장에 새로운 플랫폼을 제공할 것이라 기대한다”고 했다.

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