인체에 주입하는 글루코스 바이오연료 전지

[Hanna]

미래 신재생 에너지 개발에 새로운 바람으로 떠오르고 있는 에너지원은 바로 자연이다.

신기술들은 운동 흐름 또는 자연계 모방과 같은 자연적인 힘들을 활용하는 것에 달려있으며, 더 나은 태양열 전지 그리고 더 효율적인 바이오연료 및 수소를 생산하는 것과 크게 관련이 있다. 

최근 프랑스 Joseph Fourier 대학의 연구진들이 새로운 형태의 글루코스 바이오연료 전지를 개발했다.

글루코스는 에너지원으로서 세포에 쓰이는 하나의 당에 불과하다. 그러나 이것은 광합성으로 발생하는 주요 요소가운데 하나이며, 바이오연료의 형태는 농작물이나 바이오매스로부터 글루코스를 활용할 수 있는가에 달려있다.  

그러나 프랑스 연구팀은 Philippe Cinquin 박사가 이끄는 연구팀은 동물의 체내에서 글루코스를 체취하여 바이오연료를 만든 것으로 곧 인체에서 추출하는 것도 시도할 예정이다.

글루코스 바이오연료 전지를 생쥐에 이식하는데 성공한 연구진들은 이 장치가 무려 6.5MW의 전력을 생산하며, 최대 1밀리리터 당 24.4 MW를 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 전력 생산량은 11일 동안 꾸준히 2MW를 유지했다. 

연구진들은 바이오연료 전지가 의료계에 특히 크게 기여할 수 있을 것이라고 했다. 예를 들어, 이러한 장치는 심장 박동기에 필요한 10MW급의 전력 이상의 전기를 생산할 수 있다.

또한 이 장치는 오랫동안 지속되며, 특히 글루코스가 무한대의 에너지원을 제공하기 때문에 에너지 대체를 위해 수술을 통해 장치를 제거할 필요가 없어진다. 

장치는 또한 인체 내에서 자연히 발생하는 글루코스와 산소로부터 에너지를 전환하는 과정에서 효소를 사용한다. 이러한 장치를 이용한 이전의 시도는 산성조건을 요구하고 전자를 둘러싼 흐름에서 입자를 변형시키는 습성 때문에 실패했었다.

프랑스 연구진들은 투석주머니가 위치한 그래파이트 디스크 내부에 글루코스 효소를 이용해 이러한 문제를 해결했다. 효소를 제외한 전자로 흘러 들어가는 글루코스와 산소는 그대로 남아 전력을 생산하는 글루코스의 산화를 촉진했다.

Cinquin 박사는 장치의 효율성이 향후 개선될 것이며 인체에 적용될 수 있는 가능성도 높다고 했다.

그는 향후 5-10년 안에 바이오연료 전지가 인체에 적용될 것이라고 했다. 심장 박동기 이외에도 인슐린 펌프나, 인공요도 괄약근, 바이오센서, 뼈 성장 모의실험 및 약물 전달 장치에도 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

출처 : Physorg / http://www.physorg.com