WO2011074892A2 - 생물 전기화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하폐수 처리시설의 호기조 또는 혐기조에 설치되어 하폐수 내 유기물을 제거하는 동시에, 유기물 분해 과정에서 생성되는 전자 및 수소이온을 이용하여 전기를 생산하는 생물 전기화 장치에 관한 것으로, 다수의 미생물 연료전지를 간편하게 설치 또는 탈거 할 수 있도록 함으로서 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 하며, 미생물 연료전지에 사용되는 환원전극부를 외부 공기에 노출시킴으로서 산소공급장치 등 별도의 장치를 배제시키고, 분리막을 가격대비 고효율의 소재로 대체함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 뿐만 아니라 산화전극의 구조변화를 통해 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제 등의 효과를 구현할 수 있도록 한 것이 장점이다.

Description

생물 전기화 장치
본 발명은 하폐수 처리시설의 호기조 또는 혐기조에 설치되어 하폐수 내 유기물을 제거하는 동시에, 유기물 분해 과정에서 생성되는 전자 및 수소이온을 이용하여 전기를 생산하는 생물 전기화 장치에 관한 것으로, 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 하며, 별도의 추가적인 장치를 배제시키고, 저가의 소재를 적용함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 뿐만 아니라 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제 등의 효과를 구현하는 생물 전기화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 생물 전기화 장치는 하폐수 처리시설의 호기조 또는 혐기조에 설치되어 하폐수 내 유기물을 제거하는 동시에 전기를 생산하는 장치로서, 유기물 분해 과정에서 생성되는 전자 및 수소이온을 이용하여 전기를 생산하는 미생물 연료전지를 포함하여 구성된다.
상기 미생물 연료전지와 관련된 선행기술로서, 도 1에 도시된 대한민국 공개특허 제10-2001-0009031호(폐수 및 폐수처리용 활성슬러지를 사용한 생물연료전지) 및 도 2에 도시된 대한민국 공개특허 제10-2002-0028342호(전이원소를 고정한 전극을 이용한 생물연료전지) 등이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래 미생물 연료전지의 구조 및 기본원리를 살펴보면 다음과 같다.
종래의 미생물 연료전지는 이온 교환막을 기준으로 산화전극을 포함하는 음극반응조와 환원전극을 포함하는 양극 반응조로 나누어지며, 혐기성 조건의 음극 반응조에서 미생물에 의해 유기물이 산화되어 전자와 수소이온을 생산하고, 전자는 외부도선을 통해 환원전극으로 이동된다. 그리고 수소이온은 이온 교환막을 통하여 환원전극으로 이동하고, 상기 전자 및 산소공급장치에서 공급되는 산소와 반응하여 환원수(물)를 생성하게 되며, 외부도선을 통해 흐르는 전자에 의해 전류가 생산되는 것이다.
하지만, 상기와 같은 종래의 기술은 상기 산화전극 및 환원전극이 각각의 반응조에서 분리될 수 없는 하나의 구조체로 형성되기 때문에, 폐수성상, 크기, 종류 등 설치환경에 대응하여 장치를 추가하기 위해서는 상기 반응조를 포함한 구조체 전체를 추가해야만 하는 문제점이 있었으며, 상기 미생물 연료전지의 부품 일부를 수리 또는 교체하기 위해서도 상기 구조체 전체를 탈거해야만 하는 문제점이 있었다.
또한, 산소를 공급하기 위해 별도의 산소공급장치를 필수적으로 구비해야 할 뿐만 아니라 상기 산화전극이 포함된 음극 반응조와 환원전극이 포함된 양극 반응조의 분리 목적으로 고가의 이온 교환막이 사용되기 때문에 장치의 설치, 운전 및 유지비용이 증가하며, 제한된 산화전극의 크기로 인해 박테리아의 서식량 또한 제한되어 전기 생산 효율이 극히 저조하게 되는 문제점이 있었다.
아울러, 처리수의 효율적인 흐름을 유도하여 슬러지 침강현상을 억제하기 위해 별도의 흐름 유도장치 등이 구비되기 때문에 설치, 운전 및 유지비용을 더욱 증가시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미생물 연료전지가 반응조에서 탈착식으로 설치 또는 탈거 할 수 있도록 함으로서 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 하는 생물 전기화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은 미생물 연료전지에 사용되는 환원전극부를 외부 공기에 노출시킴으로서 산소공급장치 등 별도의 장치를 배제시키고, 분리막을 가격대비 고효율의 소재인 부직포로 대체함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 수 있는 생물 전기화 장치를 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
아울러, 본 발명은 산화전극의 외면을 패들(paddle) 형태의 유도판을 구성함으로서, 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제 등의 효과를 구현하는 생물 전기화 장치를 제공하는 것을 또 다른 과제로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 미생물 연료전지가 설치되는 반응조 및 미생물 연료전지에서 생성되는 전기를 교류형태로 전환시켜주는 외부장치를 포함하여 구성되는 생물 전기화장치에 있어서, 하나 이상의 미생물 연료전지가 반응조 내에 탈착식으로 설치 또는 탈거되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화장치를 제공한다.
아울러, 상기 생물 전기화 장치는, 일면에 결합홈이 형성된 반응조 및 상기 반응조의 결합홈에 삽착 가능한 결합돌출부가 형성된 미생물 연료전지를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 미생물 연료전지는, 상기 반응조 내에서 수평방향으로 병렬 설치되되, 지그재그(zigzag) 형태로 설치될 수 있다.
또한, 상기 미생물 연료전지는, 일측면 또는 양측면에 천공부가 형성되고, 중앙부에 외부공기가 유입되는 중공부가 형성된 중앙지지체, 상기 중앙지지체의 천공부에 삽입된 상태로 상기 중공부와 접촉하며, 공급되는 전자와 수소이온을 외부공기와 반응시키는 환원전극부, 상기 환원전극부의 외부면에 구성되는 분리막 및 상기 분리막의 외부면에 구성되며, 전자와 수소이온을 생성시키는 산화전극부를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 분리막의 외부면에 구성되어 환원수의 유출을 억제하는 패킹부 및 상기 산화전극부의 외면에 구성되어 미생물 연료 전지의 외부면을 마감하는 마감부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 분리막은 부직포로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 산화전극부는, 외부면에 패들(paddle)형태의 유도판이 하나 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 중앙지지체는, 상측에 손잡이부가 형성될 수 있다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명에 의하면, 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 하며, 별도의 추가적인 장치를 배제시키고, 저가의 소재를 적용함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 뿐만 아니라 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제 등의 효과를 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 미생물 연료전지의 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 평면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 연료전지의 분해사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 작동과정을 나타내는 개략도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 작동원리를 나타내는 개략도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산화전극의 패들형 유도판 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 반응조 10a : 유입구
10b : 유출구 10c : 결합홈
11 : 덮개부 11a : 개방부
20 : 미생물 연료전지 21 : 중앙지지체
21a : 결합돌출부 21b : 천공부
21c : 중공부 21d : 손잡이부
22 : 환원전극부 23 : 산화전극부
23a : 유도판 24 : 분리막
25 : 패킹부 26 : 마감부
30 : 외부변환장치 31 : 외부회로
32 : 변환기 33 : 외부도선
W : 처리수
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 연료전지의 분해사시도로서, 본 발명은 반응조(10), 외부변환장치(30, 도 6참조) 및 미생물 연료전지(20)를 포함하여 구성된다.
상기 반응조(10)는, 미생물 연료전지(20)와 처리수(W)가 접촉되는 공간부로서, 일측에 처리수(W)의 유입을 위한 유입구(10a)가 형성되고, 타측에 처리수(W)의 유출을 위한 유출구(10b)가 형성된다.
아울러, 상기 미생물 연료전지(20)와 탈착식으로 설치 또는 탈거 될 수 있도록 하기 위한 결합홈(10c)이 형성되며, 이와 대응하여 상기 미생물 연료전지(20)의 일측면에는 상기 결합홈(10c)에 삽착 가능한 결합돌출부(21a)가 형성된다.
상기 반응조(10)에 미생물 연료전지(20)가 설치됨에 있어, 수평방향으로 일렬 설치될 수도 있으나, 처리수(W)의 효율적인 흐름 유도(도 6참조)와 그에 따른 미생물 연료전지(20)의 사용효율을 증가시키 위해 지그재그(zigzag) 형태로 설치하는 것이 바람직하다.
따라서, 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 미생물연료전지(20)의 부품 일부를 수리, 교체 하기 위해서도 미생물 연료전지만을 간편하게 탈거하여 작업할 수 있게 된다.
한편, 상기 반응조(10)의 상부에는 후술되어질 산화전극부(23)로의 공기 이동을 차단하기 위한 덮개부(11)가 결합된다.
하지만, 후술되어질 환원전극부(22)는 대기중의 공기와 접촉할 수 있도록 해야하며, 이를 위해 덮개부(11)의 일부에 개방부(11a)가 형성된다.
따라서, 상기 개방부(11a)는 후술되어질 산화전극부(23)로의 공기 이동은 차단하되, 환원전극부(22)는 대기중의 공기와 접촉할 수 있도록 하는 크기 및 위치에 형성되도록 하는 것이 효과적이며, 바람직하게는 후술되어질 미생물 연료전지(20)의 중앙지지체(21) 내부에 형성된 중공부(21c)와 대응되는 크기(또는 그 보다 협소한 크기) 및 위치에 개방부(11a)를 형성시킨다.
상기 외부변환장치(30)는, 미생물 연료전지(20)에서 생성되는 전기를 교류형태로 전환시켜주는 통상의 장치(도 6참조)로서, 각 전극(22,23)과 외부도선(33)을 통해 연결되어 직류형태의 전기를 변환기(32)로 전달하는 외부회로(31) 및 상기 전달된 직류형태의 전기를 교류형태로 전환시키는 변환기(32)를 포함하여 구성된다.
상기 미생물 연료전지(20)는, 유기물 분해 과정에서 생성되는 전자 및 수소이온을 이용하여 전기를 생산하는 장치로서, 중앙지지체(21), 환원전극부(22), 산화전극부(23), 분리막(24), 패킹부(25) 및 마감부(26)를 포함하여 구성된다.
상기 중앙지지체(21)는, 상기 각 구성요소가 단위 결합할 수 있도록 하는 지지체로서, 상기 환원전극부(22)를 대기중의 공기에 효율적으로 노출시키며, 상기 반응조(10)에서 탈착식으로 설치 또는 탈거될 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 중앙지지체(21)는 일측면, 바람직하게는 양측면에 천공부(21b)가 형성되어 상기 천공부(21b)에 환원전극부(22)가 삽입될 수 있도록 하며, 중앙부에 외부공기가 유입될 수 있는 중공부(21c)를 형성하여 상기 천공부(21b)에 삽입된 환원전극부(22)의 내면이 외부공기에 접촉될 수 있도록 한다.
한편, 상기 천공부(21b)가 형성된 양측면을 제외한 타 측면 중, 어느 한 면에는 결합돌출부(21a)가 형성되며, 상기 결합돌출부(21a)가 상기 반응조(10)의 결합홈(10c)에 삽입됨으로서, 미생물 연료전지(20)가 반응조(10)에서 탈착식으로 설치 또는 탈거 될 수 있도록 한다.
아울러, 상기 중앙지지체(21)의 상측에는 손잡이부(21d)가 형성되어 상기 반응조(10)로부터 더욱 용이하게 설치 또는 탈거될 수 있도록 한다.
상기 환원전극부(22)는, 공급되는 전자 및 수소이온을 외부공기와 반응시켜 전기를 생성시키는 구성으로, 상기 중앙지지체(21)의 천공부(21b)에 삽입되며, 그 내면(중앙지지체(21)의 중공부(21c)로 향하는 면)이 상기 외부공기가 유입되는 중공부(21c)와 소통하여 외부공기와 접촉한다.
즉, 상기 환원전극부(22)가 외부공기에 노출되어 있는 상태이므로 별도의 산소공급장치 등을 배제시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 환원전극부(22)는 상기 기능을 수행할 수 있는 다양한 소재를 적용할 수 있으나, 반응효율, 소재의 단가 등을 고려할 때, 탄소천(carbon cloth)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분리막(24)은, 상기 환원전극부(22)와 후술되어질 산화전극부(23)에서 발생하는 반응물 또는 생성물이 혼합되지 않도록 분리하는 동시에 수소이온의 전달을 위한 매개체로서, 통상의 이온 교환막을 적용할 수 있으나, 본 발명에서는 수소이온의 전도성, 부식성 및 내구성 등을 만족하면서도 상기 이온 교환막(2,300＄/㎡)보다 저렴한 부직포(1＄/㎡)를 적용하였다.
상기 산화전극부(23)는, 전자와 수소이온을 생성시켜 상기 환원전극부(22)로 공급하는 구성으로서, 표면에 박테리아 등의 미생물을 서식시키고 상기 미생물에 의한 유기물 분해과정에서 생성되는 전자와 수소이온을 상기 환원전극부(22)로 공급한다.
이때, 상기 전자는 환원전극부(22)와 산화전극부(23)에 연결된, 티타늄 등으로 이루어진 외부도선(33)을 통해서 상기 환원전극부(22)로 이동(도 7참조)하며, 수소이온은 상기 부직포로 이루어진 분리막(24)을 통해서 상기 환원전극부(22)로 이동한다.
아울러, 보다 많은 전자와 수소이온을 생성시키기 위해서는 서식하는 미생물의 서식량을 증가시키는 것이 필요하며, 이에 따라 산화전극부(23)의 표면적을 증가시키기 위해 외부면에 유도판(23a)이 하나 이상 형성된다.
상기 유도판(23a)은 미생물의 서식량을 증가시키는 기능 외에 원활한 처리수의 흐름을 유도(도 6참조)하여 슬러지 등의 침강을 억제할 수 있는, 완만한 굴곡을 갖는 패들(paddle)형태로 제작하는 것이 바람직하며, 다른 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 직선형의 표면을 갖는 판상형으로, 수직 결합되고, 측면이 원호 형상으로 굴곡되는 또 다른 패들 형태를 적용할 수 있다.
아울러, 상기 산화전극부(23)는 상기 기능을 수행할 수 있는 다양한 소재를 적용할 수 있으나, 반응효율, 소재의 단가 등을 고려할 때, 탄소천(carbon cloth) 또는 흑연팰트(graphite felt)를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 환원전극부(22)에서 생성되는 환원수(물)의 유출을 억제하기 위한 패킹부(25)가 분리막(24)의 외부면에 구성될 수 있으며, 상기 각 구성요소의 결합을 더욱 견고히 하는 마감부(26)가 상기 산화전극부(23)의 외면에 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 작동과정을 나타내는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 전기화 장치의 작동원리를 나타내는 개략도로서, 본 발명의 생물 전기화 장치에 의한 전기 생성과정을 살펴보면 다음과 같다.
(a) 유기물과 미생물이 포함된 하폐수 등의 처리수(W)가 유입되면, 상기 산화전극부(23)의 표면 및 패들형 유도판(23a)에서 미생물에 의한 유기물 분해가 이루어지며, 이 과정에서 전자(e_)와 수소이온(H+)이 생성된다.
(b) 상기 생성된 전자(e_)는 외부도선(33)을 통해 환원전극부(22)로 이동하며, 수소이온(H+)은 분리막(24)을 통과하여 환원전극부(22)로 이동한다.
(c) 상기 환원전극부(22)에서는 상기 공급되는 전자(e_) 및 수소이온(H+)과 전자수용체로서 외부공기 중에 포함된 산소(O2)를 이용, 반응하여 환원수를 생성하게 되고, 이 과정에서 직류형태의 전기가 발생한다.
(d) 상기 생성된 직류형태의 전기는 외부회로(31)를 통해 변환기(32)로 전달되고, 상기 변환기(32)에 의해 교류형태의 전기로 변환된다.
(e) 상기의 과정을 거친 처리수(W)는 유기물이 제거 된 상태로 반응조(10)의 유출구(10b)를 통해 유출된다. 한편, 상기 처리수(W)가 유입구(10a)를 통해 유입되어 유출구(10b)을 통해 유출됨에 있어, 상기 미생물 연료전지(10)의 지그재그형 배열(도 4참조) 및 산화전극부(23)의 패들형 유도판(23a)에 의해, 별도의 흐름 유도장치 없이도, 그 흐름이 원활하게 진행될 수 있으며, 슬러지 등의 침강을 억제할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 미생물 연료전지(20)가 반응조(10)에서 탈착식으로 설치 또는 탈거 할 수 있도록 함으로서 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 되며, 미생물 연료전지(20)에 사용되는 환원전극부(22)를 외부 공기에 노출시킴으로서 산소공급장치 등 별도의 장치를 배제시키고, 분리막(24)을 가격대비 고효율의 소재인 부직포로 대체함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 산화전극(23)의 외면을 패들(paddle) 형태의 유도판(23a)으로 구성함으로서, 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제할 수 있게 된다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명은 미생물 연료전지가 설치되는 반응조 및 미생물 연료전지에서 생성되는 전기를 교류형태로 전환시켜주는 외부변환장치를 포함하여 구성되는 생물 전기화장치에 있어서, 하나 이상의 미생물 연료전지가 반응조 내에 탈착식으로 설치 또는 탈거되는 것을 발명의 실시를 위한 형태로 한다.
한편, 상기 생물 전기화 장치는, 일면에 결합홈이 형성된 반응조 및 상기 반응조의 결합홈에 삽착 가능한 결합돌출부가 형성된 미생물 연료전지를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물 연료전지는, 상기 반응조 내에서 수평방향으로 병렬 설치되되, 지그재그(zigzag) 형태로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물 연료전지는, 일측면 또는 양측면에 천공부가 형성되고, 중앙부에 외부공기가 유입되는 중공부가 형성된 중앙지지체; 상기 중앙지지체의 천공부에 삽입된 상태로 상기 중공부와 접촉하며, 공급되는 전자와 수소이온을 외부공기와 반응시키는 환원전극부; 상기 환원전극부의 외부면에 구성되는 분리막 및 상기 분리막의 외부면에 구성되며, 전자와 수소이온을 생성시키는 산화전극부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물 연료 전지는,ㅍ상기 분리막의 외부면에 구성되어 환원수의 유출을 억제하는 패킹부 및ㅍ상기 산화전극부의 외면에 구성되어 미생물 연료 전지의 외부면을 마감하는 마감부를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중앙지지체는, 상측에 손잡이부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화전극부는, 외부면에 패들(paddle)형태의 유도판이 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분리막은, 부직포로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 하폐수 처리시설의 호기조 또는 혐기조에 설치되어 하폐수 내 유기물을 제거하는 동시에, 유기물 분해 과정에서 생성되는 전자 및 수소이온을 이용하여 전기를 생산함으로써, 폐수성상, 크기, 종류 등 설치 환경에 효율적으로 대응할 수 있게 하며, 별도의 추가적인 장치를 배제시키고, 저가의 소재를 적용함으로서 장치의 설치, 운전, 유지비용을 감소시킬 뿐만 아니라 박테리아의 서식량 증가, 처리수의 효율적인 흐름유도 및 슬러지 침강현상 억제 등의 효과를 구현할 수 있음에 따라 산업상 널리 이용될 것으로 기대된다.

Claims (8)

  1. 미생물 연료전지가 설치되는 반응조 및 미생물 연료전지에서 생성되는 전기를 교류형태로 전환시켜주는 외부변환장치를 포함하여 구성되는 생물 전기화장치에 있어서,
    하나 이상의 미생물 연료전지가 반응조 내에 탈착식으로 설치 또는 탈거되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생물 전기화 장치는,
    일면에 결합홈이 형성된 반응조 및
    상기 반응조의 결합홈에 삽착 가능한 결합돌출부가 형성된 미생물 연료전지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 미생물 연료전지는,
    상기 반응조 내에서 수평방향으로 병렬 설치되되, 지그재그(zigzag) 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미생물 연료전지는,
    일측면 또는 양측면에 천공부가 형성되고, 중앙부에 외부공기가 유입되는 중공부가 형성된 중앙지지체;
    상기 중앙지지체의 천공부에 삽입된 상태로 상기 중공부와 접촉하며, 공급되는 전자와 수소이온을 외부공기와 반응시키는 환원전극부;
    상기 환원전극부의 외부면에 구성되는 분리막 및
    상기 분리막의 외부면에 구성되며, 전자와 수소이온을 생성시키는 산화전극부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 미생물 연료 전지는,
    상기 분리막의 외부면에 구성되어 환원수의 유출을 억제하는 패킹부 및
    상기 산화전극부의 외면에 구성되어 미생물 연료 전지의 외부면을 마감하는 마감부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 중앙지지체는,
    상측에 손잡이부가 형성되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 산화전극부는,
    외부면에 패들(paddle)형태의 유도판이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 분리막은,
    부직포로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물 전기화 장치.
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