미국 보스턴에서 열린 제 240회 미국 화학학회 연례회의에서 연구진은 최초의 전기 생산 연료전지를 개발했다고 발표하였다. 연구결과를 발표한 Shelley Minteer 박사에 따르면 이번 연구는 새로운 바이오연료 전지의 첫 번째 실증시험이며, 향후 기술 진전에 따라 다양한 소비자 제품에서 사용되는 1회용 및 재충전용 배터리를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 한다. 또한 이것은 인간의 신체를 구성하는 수십조의 세포 중 미시적 부분의 일부를 토대로 한 첫 번째 장치라고 그는 덧붙였다.
인간의 몸이 간이나 심장과 같은 내부 유기조직을 갖고 있는 것처럼 신체를 구성하는 세포는 세포 기관이라는 내부 구조를 갖고 있다. Minteer 박사와 연구진은 새로운 바이오연료 전지를 개발하기 위해 가장 놀라운 기능을 보유한 세포 기관인 미토콘드리아(Mitochondria)를 선택했다.
세포 자가 발전소라고 불리는 미토콘드리아는 음식의 열량을 화학에너지로 전환시켜 인간이 생명을 유지하는 역할을 한다. 미토콘드리아는 피루브산염(Pyruvate)이라고 불리는 당류와 지방의 소화과정에서 형성되는 화학물질을 사용해 ATP(Adenosine Triphosphate)라는 물질을 만들어낸다.
ATP는 에너지를 저장하다가 필요시 신체가 사용할 수 있도록 에너지를 공급한다. 일반적인 신체내의 미토콘드리아는 인간의 무게와 같은 양의 ATP를 매일 생산하고 재활용한다. 이러한 에너지 생산 시스템은 식물성 지방질이나 일반 오일을 이용해 노트북, 휴대전화기에 연료를 공급할 수 있는 가능성을 제공한다.
Minteer 박사는 바이오연료 전지가 새로운 것은 아니라고 지적한다. 전기 생산을 위해 효소, 박테리아와 같은 물질을 이용하는 다양한 종류의 바이오연료 전지를 생산하기 위해 과학자들은 대자연에서 아이디어를 가져왔다.
연료 전지는 대기 중 산소 또는 액체 산소 및 연료의 화학적 에너지에서 전기를 생성하고 배터리처럼 작동한다. 그러나 배터리와 달리 연료와 산소를 계속해서 이용할 수 있다면 전기를 끊임없이 생산할 수 있기 때문에 전지의 수명이 다하지 않고 재충전 할 필요도 없다.
Minteer 박사와 연구진은 이번 발표에서 첫번째 미토콘드리아 연료 전지의 개발과 성공적인 테스트 결과에 대해 설명했다. 테스트 장치는 두개의 전극사이에 미토콘드리아 박막이 끼워져 있는 형태로 구성됐다. 이번 테스트를 통해 당류나 식용유 부산물을 연료로 사용해 전기를 생산할 수 있음이 입증됐다.
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