실내 공기를 정화하고 전기를 생산하는 인공 식물 개발

평균적으로 미국인은 시간의 약 90%를 실내에서 보내며, 직장, 학교 또는 집에서 호흡하는 공기는 우리의 전반적인 건강과 웰빙에 영향을 미칩니다. 그러나 대부분의 공기 정화 시스템은 비싸고 번거로우며 최적의 수준으로 작동하려면 자주 청소하거나 필터를 교체해야 합니다.

뉴욕주립대 빙엄턴대학교 석훈 "숀" 최 교수와 박사과정생 마리암 레자이는 박테리아로 구동되는 생체 배터리(섭식 가능 및 비섭취 가능)에 대한 연구를 재활용하여 이산화탄소를 섭취하고 산소를 방출하며 약간의 전력도 생산할 수 있는 인공 식물에 대한 새로운 아이디어를 제시하고 있습니다.

인공 식물은 실내 조명을 사용하여 광합성을 촉진하고 이산화탄소 수치를 90% 줄이는 데 성공했습니다. 이는 천연 식물의 10% 감소 효과를 훌쩍 뛰어넘는 수치입니다.

그들은 최근 Advanced Sustainable Systems 저널에 발표한 논문에서 해군 연구실의 일부 지원을 받아 연구 결과를 요약했습니다.

"특히 COVID-19를 겪은 후, 우리는 실내 공기 질의 중요성을 알게 되었습니다."라고 Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수인 Choi가 말했습니다.

"건축 자재와 카펫과 같이 많은 출처에서 매우 독성이 강한 물질이 생성될 수 있습니다. 우리는 숨을 내쉬고 들이마시는데, 이로 인해 이산화탄소 수치가 높아집니다. 또한, 조리와 실외 침투로 인한 위험도 있습니다."

최와 레자이는 생물학적 태양 전지 5개와 광합성 박테리아를 이용해 "재미삼아" 인공 잎을 만든 뒤, 이 개념이 더 넓은 의미를 갖는다는 걸 깨달았습니다.

그들은 다섯 개의 잎이 달린 최초의 식물을 만든 다음, 이산화탄소 포집율과 산소 발생 능력을 테스트했습니다.

약 140마이크로와트의 전력 생산은 부차적인 이점이지만, 최 박사는 최소 1밀리와트 이상의 출력을 달성하도록 기술을 개선하고자 합니다.

그는 또한 리튬 이온 배터리나 슈퍼커패시터와 같은 에너지 저장 시스템을 통합하고 싶어합니다.

그는 "이 전기를 이용해 휴대전화를 충전하거나 다른 실용적인 용도로 사용할 수 있기를 바란다"고 말했습니다.

기타 업그레이드에는 장기적 생존 가능성을 보장하기 위해 여러 박테리아 종을 사용하고 물과 영양소 공급 시스템 등 유지 관리를 최소화하는 방법을 개발하는 것이 포함될 수 있습니다.

최씨는 "약간의 미세 조정으로 이 인공 식물은 모든 가정의 일부가 될 수 있습니다."라고 말하며 "이 아이디어의 이점은 쉽게 알 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241031124137.htm