[와이뉴스] 전남대학교 환경에너지공학과 손성훈 박사(환경에너지융합연구실, PI 정석희 교수)가 미생물 전기분해 셀(Microbial Electrolysis Cell, MEC)의 운전 시간 최적화해 수소 생산성과 시스템 효율을 극대화할 수 있는 연구 결과를 발표해 ‘Journal of Water Process Engineering’ 2025년 5월호에 게재됐다.

이번 연구는 성능이 상이한 바이오 음극 조건에서 18시간, 24시간, 67시간의 운전 시간에 따른 MEC의 수소 생산량, COD 제거율, 쿨롱 효율 및 에너지 효율을 정량적으로 비교 분석한 것이다. 그 결과, 24시간 운전과 높은 음극 성능 조건에서 1.2 mA의 최종 전류, 2.03 L/L·d의 수소 생산속도, 78.9%의 에너지 효율을 달성하며 최적 조건임을 입증했다.

특히 연구진은 MEC의 성능 최적화를 위한 핵심 지표로 ‘최종 전류(final current)’를 제시하였으며, 1.0–1.5 mA 범위의 최종 전류를 기반으로 운전 시간을 결정하면, 불필요한 에너지 소모를 줄이고 기질 낭비를 방지하며, 시스템 안정성을 높일 수 있다고 했다.

이번 연구는 MEC 기술 분야에서 그동안 간과되어온 ‘운전 시간의 표준화’ 문제를 실험적으로 규명하고, 통계 기반 모델링과 전류 변화를 통해 실용적인 운영 지침을 제시했다는 점에서 의미를 지닌다. 연구는 한국연구재단과 광주녹색환경지원센터의 지원을 받아 수행됐다.

교신저자인 정석희 교수는 “이번 연구는 미생물 전기화학 시스템의 운영 최적화를 위한 데이터 기반 접근을 통한 수소 생산의 상용화 가능성을 한층 높였다”며 “향후 MEC 기술의 장기 운전 안정성과 확산 가능성을 높이는 데 기여할 수 있기를 기대한다”고 전했다.