| 초록 |
본 논문에서는 이산화납이 미생물 연료전지(Microbial fuel cell, MFC)에서의 환원 및 전기생산 성능에 미치는 영향을 연구하기 위하여 전해석출(electrodeposition)법을 이용하여 성공적으로 티타늄 기반의 이산화납(PbO 2 /Ti)을 제조하였으며, 그것을 음극재료로써 듀얼 챔버 MFC에 적용시켰다. X선 광전자 분광법(XPS), X선 회석 스펙트럼(XRD), 주사전자현미경(SEM)과 사이클릭 볼라메트리(CV)를 이용하여 이산화납의 원자 상태, 결정형, 형태적 형질 및 전기화학 특성을 분석하였으며, COD 제거, 수출 전압과 분극화 곡선을 이용하여 MFC의 전기 생산 능력을 평가하였다. 그 결과, PbO 2 /Ti를 음극으로 하는 MFC 내 COD의 제거율은 87.68%에 달하였는데, 이는 티타늄 기반의 MFC 제거율(71.4%)에 비해 현저히 높았다. 외부저항이 1000 Omega; 일 때, 최대 수출전압은 760mV으로 대조물의 30배였으며, 최대 출력 밀도는 379mW/m 2 이고, 대응되는 전류 밀도는 1185mA/m 2 이다. 동시에 PbO 2 는 PbO와 Pb 3 (PO 4 ) 2 로 환원되었다. 이산화납은 강산화성을 지니고 있어 MFC에 응용되는 저렴하고 효율적인 재료가 될 수 있는데, 이는 MFC의 전기 생산 능력을 크게 향상시킨다는 것을 알 수 있다. |
