영국의 한 대학에서 스페인 연구원들이 소변의 박테리아 작용으로 전기를 생성하는 방법을 개발했다. 테스트용 큐비클은 클레스텐베리 페스티벌 장소에 이미 설치되었고, 이들의 최종 목표는 개발도상국 또는 전력 공급이 제한되어 있는 난민촌의 위생시설을 개선하는 것이다.

영국의 가장 큰 뮤직 페스티벌인 글레스턴베리 행사장에 올해 설치된 공중 소변기는 UWE브리스톨대학의 과학자가 개발한 시스템으로, 배전의 LED 튜브를 사용할 수 있을 만큼의 충분한 전기를 생산할 수 있다.

시제품에 사용된 기술은 “미생물 연료전지 microbial fuel cells (MFC)에 기반하였고, 이는 배터리와 같이 음극과 양극을 가지고 있다.” 라고 팀의 연구원인 Irene Merino가 설명했다.

전지는 남성들을 위해 디자인 된 소변기가 있는 컨테이너 내에만 설치 되어있다. 전지 양극에 퍼져있는 박테리아는 소변 안의 유기물을 분해하는 촉매제로서의 역할을 한다.

이러한 분해 작용으로, 양극으로부터 음극으로 반투막을 통과하여 이동하는 양성자와 외부 전기회로를 통해 이동하는 전자들이 방출된다. 완벽한 회전이 되기 위해서는 산소 감소 반응 또한 음극에서 일어나야 한다. 이 과정은 전구를 밝히거나 LED튜브를 밝힐 수 있는 충분한 에너지를 발생시킨다.

“우리 프로젝트의 목표는 개발도상국의 위생 시설의 개선 및 통합에 대한 관점에 있습니다. 게다가 전기를 생산하고 화학적산소요구량(COD)을 줄이는 이 시스템은 다시 말하면 소변을 사용하여 제공하는 것입니다.” Merino가 말했다.

현재까지 연구원들은 두 장소에서 실험을 하였는데, 하나는 제한된 인원이 이용하는 대학 캠퍼스 내에서, 또 하나는 하루에 약 천 명이 이용하였던 작년 글랜스턴베리 페스티벌에서 이루어졌다. 실험 결과와 이에 대한 분석은 Environmental Science: Water Research and Technology 에 게재되었다.

더 많은 세포들, 더 많은 밀리와트

앞서 설명한 두 장소에서의 실험에서, 생산된 전기는 소변기가 설치된 큐비클의 인테리어를 밝히는 데에 쓰였다. 대학 캠퍼스 시제품은 288 MFC 세포를 보유하고 평균 75밀리와트의 전기를 생산했고, 글렌스턴베리 시제품은 432개의 세포에 300밀리와트를 생산하였으며, COD 감소율은 캠퍼스에서 95%정도였고, 페스티벌에서는 평균 30%이었다.

옥스팜과 다른 기관이 협력한 이 연구진들은 인도 지역이나 또 다른 아프리카 지역에 이 소변기 테스트를 계획하고 있으며, 특히 빈민촌이나 국가들의 학교나 전기가 부족한 공중화장실에 계획하고 있다.

“화장실을 밝히는 전기를 얻는 것과, 또한 가능하다면 빈곤한 지역에서 집 밖에 있는 공중 화장실을 이용할 수 밖에 없는 여성과 아이들의 안전을 지켜주는 데에 우리의 궁극적인 목적이 있다.”라고 이 연구를 지휘한 BRL, UWE의 리더 Ioannis Ieropoulos가 결론을 내렸다.


번역 : 김수진 선임 연구원

편집 : 김수진 선임 연구원