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본 연구의 목적은 포도당을 자연의 저질기반 미생물연료전지에 주입할 경우 전기생산을 최적화하기 위한 것이며, 이 때 관련된 미생물의 군집을 분석하고 관련미생물의 역할을 검토하고자 하였다. 1,000 mg/L의 포도당이 주입되었을 때 생성되는 전류가 약 3배 가량 증가하였다. 이러한 증가는 주로 발효세균과 전기생성세균의 상호작용에 기인하는 것으로서, 이는 발효미생물에 의해 생성된 유기산이 전기생성 미생물에 의해서 분해되므로 유기산의 축적을 방지하여 되먹임저해(feedback inhibition) 현상을 감소 시키는데 그 원인이 있는 것으로 보인다. 반면, 더 높은 농도의 포도당이 주입되었을 시에는 전류가 떨어지거나 큰 증가가 일어나지 않았다. 만약 적절한 농도의 포도당이 주입될 시, 전기생성 미생물과 발효미생물이 동시에 포도당을 분해하면서 피드백을 제거하며 전류생성이 증가함을 알 수 있었다. 포도당을 토양에 주입하였을 시에 Clostridium sp.과 같은 발효미생물이 많이 나타났다. 포도당의 발효는 전기생성에 있어서 긍정적 영향과 부정적 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다. 즉 발효산물이 전기생성미생물에 의해서 분해되어서 사용된다면 전기생성이 증가한다. 하지만, 발효산물이 전기생성미생물에 의해서 분해되지 못한다면 여러 전기생성을 억제하는 화학적반응(pH 저하, 메탄생성, 유기산 축적 등)이 일어나고 미생물연료전지와 관계없는 미생물들이 주입된 유기물을 대부분 분해하여 전기생성이 저하될 수 있음이 밝혀졌다. 적절한 농도의 포도당 주입을 통한 발효세균(Clostridium sp.)과 전기발생균 (Geobacter sp. 등)의 적절한 조합은 자연상태에서의 혼합미생물존재 환경에서의 전기생산을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.
목차
Materials and Methods
Results and Discussion
적요
Acknowledgements
References
참고문헌 (20)
참고문헌 신청
1. [학술지(정기간행물)] - Bond, D.R. / 2003 / Electricity production by Geobactersulfurreducens attached to Electrodes / Appl. Environ. Microbiol 69 : 1548 ~ 1555
2. [학술지(정기간행물)] - Chin, H.L. / 2003 / Fedbatch operation using Clostridium acetobutylicum suspension culture as biocatalyst for enhancing hydrogen production / Biotechnol. Prog 19 : 383 ~ 388
3. [단행본] - Coyne, V.E. / 2001 / Molecular Biology Techniques Manual, In Department of Molecular and Cell Biology / University of Cape Town : 3 ~ 25
4. [학술지(정기간행물)] - Finch, A.S. / 2011 / Metabolite analysis of Clostridium acetobutylicum:Fermentation in a microbial fuel cell / Biores. Technol 102 : 312 ~ 315
5. [학술지(정기간행물)] - Freguia, S. / 2008 / Syntrophic processes drive the conversion of glucose in microbial fuel cell anodes / Environ. Sci. Technol 42 : 7937 ~ 7943
2. [학술지(정기간행물)] - Chin, H.L. / 2003 / Fedbatch operation using Clostridium acetobutylicum suspension culture as biocatalyst for enhancing hydrogen production / Biotechnol. Prog 19 : 383 ~ 388
3. [단행본] - Coyne, V.E. / 2001 / Molecular Biology Techniques Manual, In Department of Molecular and Cell Biology / University of Cape Town : 3 ~ 25
4. [학술지(정기간행물)] - Finch, A.S. / 2011 / Metabolite analysis of Clostridium acetobutylicum:Fermentation in a microbial fuel cell / Biores. Technol 102 : 312 ~ 315
5. [학술지(정기간행물)] - Freguia, S. / 2008 / Syntrophic processes drive the conversion of glucose in microbial fuel cell anodes / Environ. Sci. Technol 42 : 7937 ~ 7943
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