체내 삽입형 의료기기 전력공급원으로 역할 기대
[아시아경제 정종오 기자]탄소나노튜브에 생체효소를 넣어 유연하면서도 강한 섬유형태의 고성능 생체연료전지가 만들어졌다. 생체연료전지는 포도당을 산화시킬 때 생성되는 전자를 전극으로 수집해 전력을 만든다. 상온에서 구동할 수 있고 친환경적이기 때문에 차세대 에너지 공급 장치로 주목받고 있다. 삽입형 의료기기의 전력 공급원 역할을 할 것으로 기대된다.
생체연료전지 기존 연료전지의 촉매를 생물체내에 존재하는 생체촉매인 효소로 대체하고 수소보다 저렴하고 다루기가 편한 포도당을 연료로 한 연료전지를 말한다. 효소의 산화환원 반응으로 연료물질에서 발생한 전자가 전극으로 이동하는 원리로 에너지를 발생시킨다.
생체연료전지 실용화를 위해서는 성능과 안정성을 높이는 게 관건이었다. 연구팀은 탄소나노튜브 시트 표면에 산화·환원 효소를 고정시킨 뒤에 이를 꼬아 만든 다층 구조의 실 형태 전극을 이용한 고효율 생체연료전지 시스템을 개발했다.
유연하고 강한 섬유로 이뤄져 꼬거나 직물형태로 만들 수 있다. 카테터나 스텐트 등 의료용 기구 형태로 쉽게 가공하는 것이 가능해 진 것이다. 전해질 분리막이 필요 없고 소형화가 가능해 페이스메이커(심장 기능이 정지하였을 때 인공적으로 자극 펄스를 주기 위해 사용하는 전자 장치), 신경자극기 등 체내 삽입형 의료기기를 위한 전력공급원으로서의 가능성도 주목받고 있다.
이번 연구는 한양대 전기생체공학부 김선정 교수팀이 주도했다. 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원으로 이뤄졌다. 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)지 온라인판 6월 2일자(논문명 : High-power Biofuel Cell Textiles from Woven Biscrolled Carbon Nanotube Yarns)에 실렸다.
김 교수는 "섬유형태의 생체연료전지는 직물제조가 가능할 정도로 유연하고 물성이 좋다"며 "사람의 체액 내에서 전력생산 효율과 안정성이 우수해 삽입형 의료기기의 전력공급원으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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