박테리아로 전기 생산되는 종이배터리 개발

한국인 과학자가 박테리아로 구동되는 종이 배터리를 개발해 세계의 주목을 받고 있습니다. 

이로서 의료종사자들은 저렴한 비용으로 전원이 부족한 오지에서도 질병진단 키트를 이용하거나, 온도에 민감한 백신 등을 안전하게 운반할 수 있게 되었습니다.

빙엄턴 뉴욕 주립 대학교(the State University of New York at Binghampton) 최석흔 부교수 연구팀은 8월 19일 제256회 미국화학회(American Chemical Society) 연례학술대회 및 전시회에서 전자방출균(exoeletrogen)으로 구동되는 종이 재질의 새로운 전지를 발표했습니다.

전자방출균은 신진대사를 통해 전자를 세포 밖으로 방출하는 박테리아로, 사람의 침이나 피뿐만 아니라, 물, 더러운 폐수 등 자연계에서 쉽게 찾을 수 있습니다.

이 종이배터리에는 전자방출균이 동결 건조상태로 주입되어 있습니다. 배터리는 평소에는 작동하지 않다가, 표면에 물이나 침을 바르면 동결되었던 전자방출균이 되살아나면서, 2분 안에 LED나 전자계산기를 작동할 정도의 전기가 발생합니다.

배터리를 제작할 때 가장 우려가 되었던 “산소가 배터리 성능에 미치는 영향” 또한 미미합니다. 연구팀은 공기 중의 산소가 전자방출균에서 방출된 전자를 흡수해 배터리 성능이 저하될 것으로 예상했으나, 실험 결과 방출된 전자가 금속막을 통해 신속하게 전극으로 이동해서 성능 저하는 거의 없는 것으로 나타났다고 설명했습니다.

이 종이배터리는 1회성으로, 현재 수명은 4개월입니다. 연구팀은 전지의 수명을 늘리기 위해 박테리아의 생존 기간을 늘리고 전기생산 능력을 향상시키는 연구를 진행하고 있습니다.

최 교수는 “전자방출균은 우리 생활 속 어디서든 쉽게 구할 수 있기 때문에 에너지원으로 전환 가능하고, 종이를 사용했기 때문에 가격이 저렴하며 쉽게 폐기할 수 있다”고 설명했습니다. 

또한, 여러 분야에 사용하기 위해서는 배터리의 발전 성능을 지금보다 1천배 향상시켜야 한다면서, 이는 여러 장의 종이배터리를 쌓아 연결시킴으로써 가능할 것이라고 덧붙였습니다.