양조장 폐수로 부터 전기 에너지를 발생시키는 미생물 연료 전지(microbial fuel cell)

미래의 폐기물 관리(waste management)는 단순한 처리의 측면에서 벗어나 그 의미가 확대될 전망이다. 즉 폐기물의 관리는 ① 폐기물 발생량의 감소, ② 발생된 폐기물의 최대 이용, ③ 현재와 미래의 환경오염 및 인류 건강 위해의 위험을 최소화하는 폐기물 관리 정책 집행 등을 목표로 수행될 것이다.

호주 퀸즐랜드대학(UQ; University of Queensland)의 AWMC(Advanced Wastewater Management Centre) 책임 교수인 Jurg Keller 역시 폐수 관리가 단순히 폐기물을 처리하는 것에서 물, 에너지, 영양분 등과 같은 유용한 자원을 회수 및 전환시키는데 초점을 맞추어야 한다고 주장했다.

2006년 미국 미생물 학술원(American Academy of Microbiology)에서 발표된 보고서는 향후 30~50년 이내에 전 세계가 에너지 위기를 겪을 것이며 화석 연료의 연소와 이로 인한 이산화탄소와 연소 오염 물질의 배출이 지구 기후 변화를 초래할 것이라고 경고했다.

에너지 부족과 환경 파괴의 두 가지 재앙을 막기 위한 수단이 명확하지는 않지만, 미생물 에너지 전환이 문제를 해결하는데 일익을 담당할 것으로 전망했다. 특히 보고서는 상대적으로 새로운 연구 분야인 박테리아를 이용하여 음식물로부터 전기 에너지를 발생시키는 미생물 연료 전지(microbial fuel cell)에 주목했다.(GTB2006110863)

AWMC 소속 Korneel Rabaey 박사는 양조장 폐수(brewery wastewater)에 존재하는 유기물을 배양하여 미생물 연료 전지를 만드는 기술을 연구하여 전기를 생산하는데 성공했다. 이 과정에서 청정수(clean water)와 비오염성의 재생 가능한 이산화탄소가 부가적으로 얻어져 학계 및 산업계의 관심을 끌고 있다.

Rabaey 박사는 에너지와 수자원 공급이 향후 몇 십 년 이내에 직면할 가장 큰 도전이 될 것이라고 전망했다. 따라서 우리는 연료의 포트폴리오를 어떻게 다양화할 것인지, 에너지와 수자원 이용(water usage)을 어떻게 억제할 것인지 터득할 필요가 있다고 Rabaey 박사는 강조했다.

Keller 교수는 이러한 것을 실행할 수 있는 기술이 지원받아야 마땅하며, 이 프로젝트를 지원하는 퀸즐랜드 정부의 결정이 학계와 산업계에 매우 중요한 동기를 제공할 것이라고 밝혔다.

연구팀은 벨기에 켄트대학(University of Ghent)과 공동으로 연구를 진행하며 130만 달러($, 1$=930.70원)의 지원을 받게 된다. 음식, 음료 및 제조업 등에 광범위하게 이용될 수 있고 중간 정도 크기 공정에 적용하기 위하여 작게 고안된 이 기술은 특허 출원 중이다. Keller 교수는 연구팀이 10리터(litre) 기본형으로 우수한 공정성과를 달성했다고 밝혔다.

호주는 전례 없는 가뭄으로 시달리고 있다. 이러한 상황은 효율적인 수자원 관리를 도전 과제 중 하나로 부상시켰다. Rabaey 박사의 연구는 폐기물에서 청정에너지를 회수할 수 있다는 점, 폐수를 처리하여 수자원 부족을 해결할 수 있는 대안을 제시한다는 점에서 뛰어난 기술로 평가된다. 과학이 발달할수록 다다익선의 아이디어가 진가를 발휘한다. 또 폐기물 관리의 진보된 의미 역시 점검할 수 있는 기회를 가져야겠다.

KISTI『글로벌동향브리핑(GTB)』