일반적으로 박테리아 대사를 통한 수소생산은 저온에서 오히려 감소한다. 효소의 활성을 낮추기 때문이다. 하지만 하얼빈공과대학의 Defeng Xing 연구팀은, 미생물 전기분해전지를 이용함으로써 4∼9℃에서 유기물질로부터 수소를 생산하는 방법을 최적화했다.
이로써 가열에 필요한 비용을 절감할 수 있으며 대기 온도 10℃ 이하인 고도가 높은 지역에서도 수소를 생산하는 것이 가능해지게 됐다.
미생물 전기분해전지는 전류를 박테리아에 가함으로써 직접적으로 수소를 생산한다.
박테리아는 아세트산을 소비하는데 아세트산은 식물성 물질을 발효할 때 생성되며 양성자, 전자 및 이산화탄소를 방출한다. 전류를 부가하면 양성자와 전자를 결합시켜 수소기체를 생산하며 전류가 높을수록 더 많은 수소가 생산된다.
Xing에 따르면 미생물 전기분해전지에서 높은 수소생산 효율을 달성하기 위해 전자 전이와 수소 회수 프로세스는 매우 효율적이어야만 한다.
메탄생성은 미생물 전기분해전지에서 일반적으로 발생하는 문제점인데 이런 현상은 고온에서의 박테리아 무기호흡 결과로 나타난다. 이것은 음극으로의 전자 전이효율을 감소시키며, 전반적인 수소생산량을 감소시키게 된다.
그러나 10℃ 이하의 온도에서는 어떤 메탄도 생성되지 않는데, 이것은 메탄을 생성하는 유기체의 성장이 제한되며 생산되는 수소의 수율은 25℃ 이상일 때와 비견할 만하다.
연구팀은 이번 미생물 전기분해전지 기술이 차가운 환경에서 바이오수소를 생산하는데 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
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