미생물 연료전지(Microbial fuel cell, MFC)는 전기를 생산하는 미생물을 양극 촉매제로 삼아 유기물 중의 화학에너지를 직접 전기에너지로 전환하는 장치로서 폐수처리와 신에너지개발 영역에서 광범위한 응용전망을 지니고 있다.

현재까지 쉬와넬라(Shewanella), 테라박터 속(Terrabacter sp.), 클렙시엘라속(Klebsiella)과 같이 전기를 생산하는 많은 미생물을 발견했으나 이들 미생물은 중성 조건에서만 전기를 생산할 수 있다. 이론적으로 알칼리성 조건은 메탄 생산을 억제할 수 있어 전력출력에 이로우며, 알칼리성 폐수는 또한 공업 폐수의 중요한 구성요소이기도 하다.

전기생산 미생물의 유기대사로 생산되는 전자를 전극으로 전달하는 방법을 찾아내는 것이 그동안 MFC 연구의 중요한 방향이었다. 따라서 알칼리성 조건에서 미생물의 전기생산 원리를 연구하는 것은 MFC의 전력출력과 알칼리성 폐수의 생물처리에 모두 중요한 의미가 있다.

중국과학원 성도생물연구소 응용 및 환경미생물센터 리따핑(李大平) 연구원 과제팀은 미생물 연료전지의 전기생산 원리 연구에서 획기적인 진전을 이룩했다. 과제팀은 오염된 환경에서 호염기성(basophilic) 균주인 Pseudomonas alcaliphila를 분리했다. 이 균주는 알칼리성 조건에서 유기물을 분해하면서 전기에너지를 생산할 수 있으며, 최적 산도(pH)는 9.5이다.

과제팀은 Pseudomonas alcaliphila가 MFC체계에서 유기대사와 함께 페나진-1-카르복실산(phenazine-1-carboxylic acid，PCA)을 생산하며, 이 매개체가 전자 셔틀의 역할을 일으켜 전자의 유기물에서 전극으로의 전달과정을 실현함을 규명했다.

이 연구성과는 생물자원공학 분야 국제학술지인 생물자원기술(Bioresource Technology)에 게재되었다.

정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201105/t20110531_3146047.shtml