KR100941489B1 - Apparatus for culturing algae using using microbial fuel cell and method therefore - Google Patents

Apparatus for culturing algae using using microbial fuel cell and method therefore Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본체 저면에 수용되어 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자를 포집하여 양전극과의 전압차를 발생시키는 음전극; 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 예각면에 태양광을 조사받고, 수용액에 수용되어 전자와 수소이온 및 산소의 환원을 통해 산소분압을 낮춤과 아울러 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시키는 양전극; 및 양전극의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 음전극 및 양전극을 에워싸며, 양전극의 둔각면 하단부에 배출구를 구비하는 본체; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an algae cultivation apparatus using a microbial fuel cell and a method thereof, comprising: a negative electrode which is accommodated on a bottom of a main body and collects electrons generated by oxidation of an active microorganism to generate a voltage difference from a positive electrode; Solar light is irradiated on the acute surface spaced at an acute angle perpendicular to the negative electrode, and stored in an aqueous solution to reduce oxygen partial pressure through the reduction of electrons, hydrogen ions and oxygen, and to incubate algae with carbon dioxide applied through an ion exchange membrane. A positive electrode to make; And a main body fixing both sides of the positive electrode and surrounding the negative electrode and the positive electrode at predetermined intervals, and having a discharge port at a lower end of the obtuse surface of the positive electrode. Characterized in that it comprises a.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 양전극의 산소분압을 낮춤과 동시에 산화ㆍ환원과정에서 발생되는 이산화탄소를 통해 조류를 배양하고, 양전극의 예각면에 빛을 조사하여 조류 배양을 극대화하며, 과다 배양된 조류를 양전극의 둔각면을 통해 자동으로 배출함으로써, 별도의 조류 수거장치 필요 없이 효율적인 조류생산을 도모한다.According to the present invention as described above, while lowering the oxygen partial pressure of the positive electrode and culturing algae through carbon dioxide generated during the oxidation and reduction process, maximizing algal culture by irradiating light to the acute angle of the positive electrode, over-cultivated algae By automatically discharging through the obtuse surface of the positive electrode, to promote efficient algae production without the need for a separate algae collection device.

연료전지, 경사, 조류, 배양, 빛, 배출 Fuel Cell, Incline, Algae, Culture, Light, Emission

Description

미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CULTURING ALGAE USING USING MICROBIAL FUEL CELL AND METHOD THEREFORE}Algae cultivation apparatus using microbial fuel cell and its method {APPARATUS FOR CULTURING ALGAE USING MICROBIAL FUEL CELL AND METHOD THEREFORE}

본 발명은 조류 배양 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미생물 연료전지를 이용하여 조류(algae)의 생산을 극대화시키는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an algae culture apparatus, and more particularly, to a technique for maximizing algae production using a microbial fuel cell.

바이오연료의 생산은 화석연료를 대신할 효과적인 대체 에너지 생산이라는 측면에서 전 세계적으로 주목을 받고 있으며, 이 중에서도 바이오디젤연료는 환경적ㆍ경제인 측면에서 가장 큰 관심을 받고 있다.The production of biofuels has attracted worldwide attention in terms of effective alternative energy production to replace fossil fuels. Among them, biodiesel fuels are receiving the most attention in terms of environmental and economic aspects.

이미 선진국에서 화석연료 대체에너지로 자리매김한 바이오연료의 생산량은 지난 20년 동안 꾸준히 증가하고 있는 추세이다.Biofuel production, which has already established itself as an alternative to fossil fuels in developed countries, has been steadily increasing over the past two decades.

현재 바이오연료의 원료인 유기물 중 식량가격 상승의 부작용이 없는 조류에 대한 관심이 전 세계적으로 확대되고 있고, 근래에 상술한바와 같은 연구실험 또한 활발히 이루어지고 있다.At present, interest in algae, which is a raw material of biofuels, has no side effects of rising food prices, has been expanded worldwide, and research experiments as described above have been actively conducted in recent years.

일반적으로 조류배양장치는 상부의 개구를 갖는 배양용기 내에 배양액(수용액)을 충진하고, 수용액에 이산화탄소를 함유하는 가스를 주입함과 아울러 가시광선을 입사시켜 수용액상에 조류를 배양시키는 장치이다.In general, an algae culture apparatus is a device that fills a culture solution (aqueous solution) in a culture vessel having an upper opening, injects a gas containing carbon dioxide into the aqueous solution, and incubates algae on the aqueous solution by injecting visible light.

그러나, 도 1에 도시된 바와 같은 조류배양장치는, 외부로부터 빛을 조사받는 부위가 배양용기 상부에만 국한되는 구조이다. 이에 따라 배양된 조류가 배양용기 상부를 에두르게 되며 결과적으로 소정시간 경과후, 과다 배양된 조류에 의해 외부로부터의 빛을 차단하게 되는바, 결과적으로 상술한 종래의 조류 배양 장치는 일회성에 그친다.However, the algae culture apparatus as shown in FIG. 1 is a structure in which a portion irradiated with light from the outside is limited to only the culture vessel. As a result, the cultured algae is placed in the upper part of the culture vessel, and as a result, after a predetermined time, the algae are blocked from the outside by the over-cultured algae. .

또한, 상술한 문제점을 극복하기 위해서는 과다 배양된 조류를 제거하는 별도의 조류수거장치를 추가로 설치해야하는바, 그에 따른 인적ㆍ물적자원의 낭비를 초래하며, 수용액으로 이산화탄소를 공급하기 위한 별도의 이산화탄소 주입기의 설치가 불가피하여 경제적인 측면에서 매우 비효율적이며, 그 실용화가 어렵다.In addition, in order to overcome the above-mentioned problems, it is necessary to additionally install a separate algae collection device for removing the over-cultivated algae, resulting in waste of human and physical resources, and separate carbon dioxide for supplying carbon dioxide into the aqueous solution. Since the installation of the injector is inevitable, it is very inefficient in terms of economy, and its practical use is difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 전자와 수소이온 및 산소의 환원에 따라 양전극의 산소분압을 낮춤과 동시에 이온교환막을 통해 이동한 이산화탄소에 의해 양전극 주위에 조류를 배양하며, 양전극의 예각면에 빛을 조사하여 조류 배양을 극대화하고, 과다 배양된 조류를 자동으로 배출시켜 별도의 조류 수거장치 필요 없이 지속적인 조류 배양을 도모한다.The present invention has been made to solve the above problems, while lowering the oxygen partial pressure of the positive electrode according to the reduction of electrons and hydrogen ions and oxygen, and culturing algae around the positive electrode by carbon dioxide moved through the ion exchange membrane, the positive electrode Maximize algae cultivation by irradiating light to acute angles of the algae, and automatically discharges over-cultivated algae to promote continuous algae cultivation without the need for a separate algae collection device.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치는, 본체 저면에 수용되어 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자를 포집하여 양전극과의 전압차를 발생시키는 음전극; 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 예각면에 태양광을 조사받고, 수용액에 수용되어 전자와 수소이온 및 산소의 환원을 통해 산소분압을 낮춤과 아울러 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시키는 양전극; 및 양전극의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 음전극 및 양전극을 에워싸며, 양전극의 둔각면 하단부에 배출구를 구비하는 본체; 를 포함한다.Algae cultivation apparatus using a microbial fuel cell for achieving the above technical problem, the negative electrode is accommodated on the bottom surface of the main body to collect electrons generated by the oxidation of the active microorganism to generate a voltage difference with the positive electrode; Solar light is irradiated on the acute surface spaced at an acute angle perpendicular to the negative electrode, and stored in an aqueous solution to reduce oxygen partial pressure through the reduction of electrons, hydrogen ions and oxygen, and to incubate algae with carbon dioxide applied through an ion exchange membrane. A positive electrode to make; And a main body fixing both sides of the positive electrode and surrounding the negative electrode and the positive electrode at predetermined intervals, and having a discharge port at a lower end of the obtuse surface of the positive electrode. It includes.

또한, 예각면에 빛을 조사하는 발광부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the light emitting unit for irradiating light to the acute angle; It characterized in that it further comprises.

또한, 양전극은 전압차에 따라 발생된 수용액의 농도차에 의해 발생된 모세관현상에 따라 조류가 양전극 상부를 향해 배양되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the positive electrode is characterized in that the algae are incubated toward the upper portion of the positive electrode according to the capillary phenomenon generated by the concentration difference of the aqueous solution generated by the voltage difference.

그리고, 배출구는 본체 저면과 평행하도록 소정길이 돌출되어 양전극의 둔각 면을 통해 유입되는 조류를 배출시키는 것을 특징으로 한다.And, the discharge port is characterized in that the predetermined length is protruded parallel to the bottom of the main body to discharge the algae flowing through the obtuse surface of the positive electrode.

한편, 본 발명에 따른 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법은, 음전극이 본체 저면에 수직으로 수용되고, 양전극이 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 수용액에 수용되며, 본체가 양전극의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 음전극 및 양전극을 에워싸며, 양전극의 둔각면 하단부에 배출구를 구비하는 제1 과정; 및 음전극이 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자를 포집하여 양전극과 전압차를 발생시킴과 아울러 양전극의 산소분압을 낮추고, 양전극이 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양하는 제2 과정; 을 포함한다.On the other hand, in the algae culture method using a microbial fuel cell according to the present invention, the negative electrode is accommodated vertically on the bottom of the main body, the positive electrode is spaced so as to be acutely perpendicular to the negative electrode is accommodated in an aqueous solution, the main body is fixed to both sides of the positive electrode And a first step of enclosing the negative electrode and the positive electrode at predetermined intervals and having an outlet at a lower end of the obtuse surface of the positive electrode; And a second process of collecting the electrons generated by oxidation of the active microorganism to generate a voltage difference with the positive electrode, lowering the oxygen partial pressure of the positive electrode, and culturing algae with carbon dioxide applied through the ion exchange membrane; It includes.

또한, 제2 과정 이후, 양전극의 예각면이 태양 또는 발광부로부터 빛을 조사받는 제3 과정; 을 더 포함한다.In addition, after the second process, a third process of the acute angle of the positive electrode is irradiated with light from the sun or the light emitting unit; It includes more.

또한, 제3 과정 이후, 조류가 양전극 상부를 향해 배양되며, 수용액의 농도차에 의한 모세관현상에 따라 상기 양전극 상부에 수집되는 제4 과정; 을 더 포함한다.In addition, after the third process, the algae is cultured toward the upper portion of the positive electrode, the fourth process of collecting on the upper electrode according to the capillary phenomenon by the concentration difference of the aqueous solution; It includes more.

그리고, 제4 과정 이후, 수집된 조류가 양전극의 둔각면을 통해 배출구로 유입되어 배출되는 제5 과정; 을 더 포함한다.And, after the fourth process, a fifth process in which the collected algae flows into the discharge port through the obtuse surface of the positive electrode; It includes more.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 전자와 수소이온 및 산소의 환원에 따라 양전극의 산소분압을 낮춤과 동시에 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시킴과 아울러 양전극의 예각면에 빛을 조사하여 조류 배양을 극대화하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by lowering the oxygen partial pressure of the positive electrode according to the reduction of electrons, hydrogen ions and oxygen and cultivating algae by carbon dioxide applied through the ion exchange membrane and by irradiating light to the acute angle of the positive electrode It is effective to maximize algal culture.

그리고, 과다 배양된 조류를 양전극의 둔각면을 통해 자동으로 배출함으로써, 별도의 조류 수거장치 필요 없이 효율적인 조류생산을 도모하는 효과도 있다.In addition, by automatically discharging the over-cultivated algae through the obtuse surface of the positive electrode, there is also an effect to promote efficient algae production without the need for a separate algae collection device.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted to mean meanings and concepts. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

도 2는 본 발명에 따른 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치(100)에 관한 구성도로서, 도시된 바와같이, 음전극(110), 양전극(120), 본체(130), 및 발광부(140)를 포함한다. 이하에서는 그 언급을 생략하겠으나, 본 발명의 본체(130)는 내부에 활성미생물을 포함하는 수용액(10)이 충진되어 있는 것으로 상정한다.2 is a configuration diagram of the algae culture apparatus 100 using the microbial fuel cell according to the present invention, as shown, the negative electrode 110, the positive electrode 120, the main body 130, and the light emitting unit 140 It includes. Hereinafter, the description will be omitted, but it is assumed that the main body 130 of the present invention is filled with an aqueous solution 10 containing an active microorganism therein.

구체적으로 음전극(110)은 본체(130) 저면에 수용되어 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자, 수소이온, 및 이산화탄소 중 전자를 포집(捕執)하여 양전극(120)과의 전압차를 발생시킨다.Specifically, the negative electrode 110 is accommodated in the bottom surface of the main body 130 to collect electrons, hydrogen ions, and electrons in carbon dioxide generated by the oxidation of active microorganisms, thereby generating a voltage difference with the positive electrode 120. .

양전극(120)은 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 예각면에 태양광을 조사받고, 수용액에 수용되어 전자와 수소이온 및 산소의 환원을 통해 산소분압을 낮춤과 아울러 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시킨 다.The positive electrode 120 is spaced perpendicularly to the negative electrode to be irradiated with sunlight at an acute angle, and is accommodated in an aqueous solution to reduce oxygen partial pressure through the reduction of electrons, hydrogen ions and oxygen, and also to be applied through an ion exchange membrane. Incubate algae by

구체적으로 수소이온 및 산소가 결합ㆍ환원되어 물이 생성되고, 이에 따라 수용액에 포함된 산소가 지속적으로 소모되며, 수용액에 포함된 이산화탄소량이 상대적으로 증대된 양전극 상부를 향해 조류를 배양된다.Specifically, hydrogen ions and oxygen are combined and reduced to generate water. Accordingly, oxygen in the aqueous solution is continuously consumed, and the algae are cultured toward the upper portion of the positive electrode in which the amount of carbon dioxide contained in the aqueous solution is relatively increased.

즉, 음전극에서 발생되는 이산화탄소에 의해 양전극에서 조류가 배양되며, 조류는 광합성을 통해 균체와 산소를 발생시킨다. 따라서, 환원에 의해 감소된 산소량은 조류의 증식을 통해 발생되는 산소로 보완되고, 이에 따라 상기 전압차에 의해 전자가 양전극을 향해 지속적으로 이동하며, 배양된 조류는 수용액의 농도차에 의한 모세관현상에 따라 양전극 상부로 수집된다.That is, algae are cultured at the positive electrode by carbon dioxide generated at the negative electrode, and the algae generate cells and oxygen through photosynthesis. Therefore, the amount of oxygen reduced by reduction is supplemented with oxygen generated through the algae's proliferation. Accordingly, electrons continue to move toward the positive electrode due to the voltage difference, and the cultured algae is capillary phenomenon due to the concentration difference of the aqueous solution. According to the positive electrode is collected.

본체(130)는 저면에 수용한 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격된 양전극의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 음전극 및 양전극을 에워싸며, 양전극의 둔각면 하단부에 배출구(30)를 구비하며, 발광부(140)는 양전극의 예각면으로 빛을 조사한다.The main body 130 fixes both sides of the positive electrode spaced apart at an acute angle perpendicular to the negative electrode accommodated on the bottom, and surrounds the negative electrode and the positive electrode at a predetermined interval, and has an outlet 30 at the bottom of the obtuse surface of the positive electrode. The light emitter 140 irradiates light to an acute angle of the positive electrode.

여기서 배출구(30)는 본체 저면과 평행하도록 소정길이 돌출되어 양전극 상부에 수집되어 양전극의 둔각면을 따라 유입되는 조류를 배출시킨다.The outlet 30 is projected a predetermined length parallel to the bottom of the main body is collected on the positive electrode to discharge the algae flowing along the obtuse surface of the positive electrode.

이하, 본 발명에 따른 조류 배양 장치를 이용한 조류 배양 방법에 대해 살펴본다. 도 3은 본 발명에 따른 조류 배양 장치를 이용한 조류 배양 방법을 도시한 순서도로서, 도시된바와 같이, 음전극(110)은 본체(130) 저면에 수용되고(S110), 양전극(120)은 음전극과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 수용액에 수용되며(S120), 본체(130)는 양전극(120)의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두 고 음전극 및 양전극을 에워싸며, 양전극의 둔각면 하단부에 배출구(30)를 구비한다(S130).Hereinafter, an algae culture method using the algae culture apparatus according to the present invention will be described. 3 is a flow chart illustrating an algae culture method using an algae culture apparatus according to the present invention, as shown, the negative electrode 110 is accommodated in the bottom surface of the main body 130 (S110), the positive electrode 120 and the negative electrode It is spaced vertically spaced to have an acute angle (S120), the body 130 is fixed to both sides of the positive electrode 120 and surrounds the negative electrode and the positive electrode at a predetermined interval, the lower end of the obtuse surface of the positive electrode The outlet 30 is provided (S130).

이어서 음전극(110)이 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자를 포집하여 양전극(120)과 전압차를 발생시키고, 양전극(120)이 이온교환막을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시킨다(S140).Subsequently, the negative electrode 110 collects electrons generated by the oxidation of the active microorganism to generate a voltage difference with the positive electrode 120, and the positive electrode 120 incubates algae with carbon dioxide applied through the ion exchange membrane (S140). .

또한, 상기 S140단계 이후에, 양전극(120)의 예각면은 태양 또는 발광부(140)로부터 빛을 조사받는다(S150).In addition, after the step S140, the acute angle surface of the positive electrode 120 is irradiated with light from the sun or the light emitting unit (140) (S150).

뒤미처 상기 S150단계 이후에, 양전극(120) 주위의 이산화탄소량의 증대에 따라 조류가 양전극(120) 상부를 향해 배양되며(S160), 배양된 조류는 수용액의 농도차에 의한 모세관현상에 따라 양전극 상부에 수집된다(S170).After the step S150, according to the increase in the amount of carbon dioxide around the positive electrode 120, the algae are incubated toward the upper portion of the positive electrode 120 (S160), the cultured alga is the upper portion of the positive electrode according to the capillary phenomenon due to the concentration difference of the aqueous solution Is collected (S170).

그리고, 상기 S170단계 이후에, 수집된 조류는 양전극의 둔각면을 따라 배출구(30)로 유입되어 배출된다(S180).Then, after the step S170, the collected algae flows into the discharge port 30 along the obtuse surface of the positive electrode (S180).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 조류 배양 장치를 통해 실험한 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 전류가 증가함에 따라 조류의 밀도가 증가함을 확인할 수 있다.As described above, the algae culturing apparatus according to the present invention has been tested. As shown in FIG. 4, it can be seen that the algae density increases as the current increases.

이처럼 미생물 연료전지의 전류생산이 증가함에 따라 활성미생물에 의해 수용액 상의 이산화탄소량이 증대됨과 더불어 산소량이 감소되어, 수용액 상의 조류 생장은 지속적으로 증대된다.As the current production of the microbial fuel cell increases, the amount of carbon dioxide in the aqueous solution is increased and the amount of oxygen is reduced by the active microorganism, and the algae growth in the aqueous solution is continuously increased.

또한, 조류가 발생시키는 산소에 의해 지속적으로 산화물(전류생산의 매개체인 산소)이 공급됨에 따라 수용액 상의 이산화탄소와 산소가 상호 보완되어 지속적 인 전류생산이 가능케 한다. 즉, 조류 배양과 전류생산이 서로 비례함을 알 수 있다.In addition, as oxygen (oxygen, a medium for current production) is continuously supplied by oxygen generated by algae, carbon dioxide and oxygen in aqueous solution are mutually complemented to allow continuous current production. That is, it can be seen that algal culture and current production are proportional to each other.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 조류 배양장치를 도시한 도면,1 is a view showing a conventional algae culture apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치를 도시한 구성도,2 is a block diagram showing an algae culture apparatus using a microbial fuel cell according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법을 도시한 순서도,3 is a flow chart illustrating an algae culture method using a microbial fuel cell according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 미생물 연료전지에 의한 전류 증가와 조류 밀도 증가를 나타낸 도면.4 is a view showing the current increase and the algae density increase by the microbial fuel cell according to the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

100: 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치100: algae culture apparatus using a microbial fuel cell

110: 음전극 120: 양전극110: negative electrode 120: positive electrode

130: 본체 140: 발광부130: main body 140: light emitting unit

10: 수용액 20: 이온교환막10: aqueous solution 20: ion exchange membrane

30: 배출구30: outlet

Claims (8)

미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치에 있어서,In the algae culture apparatus using a microbial fuel cell, 본체 저면에 수용되어 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자 및 수소이온을 포집하여 양전극(120)과의 전압차를 발생시키는 음전극(110);A negative electrode 110 accommodated at the bottom of the main body to collect electrons and hydrogen ions generated by oxidation of the active microorganism to generate a voltage difference with the positive electrode 120; 상기 음전극(110)과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 예각면에 태양광을 조사받고, 수용액(10)에 수용되어 상기 전자와 수소이온 및 산소의 환원을 통해 산소분압을 낮춤과 아울러 이온교환막(20)을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양시키는 양전극(120); 및Spaced to have an acute angle perpendicular to the negative electrode 110 and irradiated with sunlight at an acute angle, and is accommodated in an aqueous solution 10 to reduce oxygen partial pressure through reduction of electrons, hydrogen ions and oxygen, and an ion exchange membrane 20. Positive electrode 120 for culturing algae by the carbon dioxide applied through; And 상기 양전극(120)의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 상기 음전극(110) 및 양전극(120)을 에워싸며, 상기 양전극(120)의 둔각면 하단부에 배출구(30)를 구비하는 본체(130); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치.A main body having both sides of the positive electrode 120 fixed thereto and surrounding the negative electrode 110 and the positive electrode 120 at predetermined intervals, and having an outlet 30 at a lower end of the obtuse surface of the positive electrode 120 ( 130); Algae culture apparatus using a microbial fuel cell comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 예각면에 빛을 조사하는 발광부(140); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치.Light emitting unit 140 for irradiating light to the acute angle; Algae culture apparatus using a microbial fuel cell, characterized in that it further comprises. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 양전극(120)은,The positive electrode 120, 상기 전압차에 따라 발생된 수용액(10)의 농도차에 의해 발생된 모세관현상에 따라 상기 조류가 상기 양전극(120) 상부를 향해 배양되도록 하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치.The algae culture apparatus using a microbial fuel cell, characterized in that the algae are incubated toward the upper portion of the positive electrode (120) according to the capillary phenomenon generated by the concentration difference of the aqueous solution (10) generated by the voltage difference. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 배출구(30)는,The outlet 30, 상기 본체(130) 저면과 평행하도록 소정길이 돌출되어 상기 양전극(120)의 둔각면을 따라 유입되는 조류를 배출시키는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 장치.The algae culture apparatus using a microbial fuel cell, characterized in that the predetermined length is protruded parallel to the bottom surface of the main body 130 to discharge algae flowing along the obtuse surface of the positive electrode (120). 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법에 있어서,In the algae culture method using a microbial fuel cell, 음전극(110)이 본체 저면에 수직으로 수용되고, 양전극(120)이 상기 음전극(110)과 수직으로 예각을 갖도록 이격되어 수용액(10)에 수용되며, 본체가 상기 양전극(120)의 양측면을 고정함과 아울러 소정의 간격을 두고 상기 음전극(110) 및 양전극(120)을 에워싸며, 상기 양전극(120)의 둔각면 하단부에 배출구(30)를 구비하는 제1 과정;The negative electrode 110 is vertically received at the bottom of the main body, and the positive electrode 120 is spaced apart at an acute angle perpendicularly to the negative electrode 110 to be accommodated in the aqueous solution 10, and the main body fixes both sides of the positive electrode 120. And a first process surrounding the negative electrode 110 and the positive electrode 120 at predetermined intervals, and having an outlet 30 at the lower end of the obtuse surface of the positive electrode 120; 상기 음전극(110)이 활성미생물의 산화에 의해 생성된 전자와 수소이온을 포집하여 상기 양전극(120)과 전압차를 발생시킴과 아울러 상기 양전극(120)의 산소분압을 낮추고, 상기 양전극(120)이 이온교환막(20)을 통해 인가받은 이산화탄소에 의해 조류를 배양하는 제2 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법.The negative electrode 110 collects electrons and hydrogen ions generated by oxidation of active microorganisms, generates a voltage difference with the positive electrode 120, lowers the partial pressure of oxygen of the positive electrode 120, and the positive electrode 120. A second process of culturing algae with carbon dioxide applied through the ion exchange membrane 20; Algae culture method using a microbial fuel cell, characterized in that it comprises a. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제2 과정 이후,After the second process, 상기 양전극(120)의 예각면이 태양 또는 발광부(140)로부터 빛을 조사받는 제3 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법.A third process of receiving an acute angle of the positive electrode 120 from the sun or the light emitter 140; Algae culture method using a microbial fuel cell, characterized in that it further comprises. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제3 과정 이후,After the third process, 상기 조류가 상기 양전극(120) 상부를 향해 배양되며, 상기 수용액(10)의 농도차에 의한 모세관현상에 따라 상기 양전극(120) 상부에 수집되는 제4 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법.A fourth process in which the algae are cultured toward the positive electrode 120 and collected on the positive electrode 120 according to a capillary phenomenon caused by the difference in concentration of the aqueous solution 10; Algae culture method using a microbial fuel cell, characterized in that it further comprises. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 제4 과정 이후,After the fourth process, 상기 수집된 조류가 상기 양전극(120)의 둔각면을 따라 배출구(30)로 유입되어 배출되는 제5 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료전지를 이용한 조류 배양 방법.A fifth process in which the collected alga is introduced into and discharged from the outlet 30 along the obtuse surface of the positive electrode 120; Algae culture method using a microbial fuel cell, characterized in that it further comprises.
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