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미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템에 있어서,
유기폐수 내에 존재하는 미생물의 유기물 분해 중 발생하는 전자를 포집하여 별도의 외부 회로로 전달시키는 음극층과, 상기 별도의 외부 회로를 거쳐 전달된 전자를 물로 환원시키는 양극층을 포함하여 유기폐수를 정화 처리하고 전기를 생산하는 미생물 연료 전지부;
상기 미생물 연료 전지부를 통해 생산된 전기를 공급받아 승압시키는 DC-DC 컨버터부; 및
상기 DC-DC 컨버터부를 통해 승압된 전기를 공급받아 충전시키는 축전지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 1 항에 있어서,
상기 음극층은,
상기 미생물의 유기물 분해 중 발생하는 전자를 포집하는 음극; 및
상기 음극에서 별도의 외부 회로와 전기적으로 연결되는 음극단자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 2 항에 있어서,
상기 음극층은,
상기 음극층 하부에 유기폐수를 공급받는 폐수 투입구; 및
상기 폐수 투입구에 대향되는 면의 음극층 상부에 폐수를 배출하는 폐수 배출구; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 1 항에 있어서,
상기 양극층은,
상기 별도의 외부 회로와 전기적으로 연결되는 양극단자; 및
상기 양극단자를 통해 전자를 전달받아 물로 환원시키는 양극; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 4 항에 있어서,
상기 양극층은,
상부가 개방되어, 양극층 내부의 물을 공기로 포화시키는 통풍구; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 1 항에 있어서,
상기 미생물 연료 전지부는,
상기 음극층과 양극층 사이에 양이온 교환막층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 6 항에 있어서,
상기 양이온 교환막층의 소재는 글래스 울(glass wool), 글래스 비드(glass bead), 흑연 펠트(graphitefelt) 및 모래 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 2 항에 있어서,
상기 음극의 소재는 흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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제 4 항에 있어서,
상기 양극의 소재는 흑연 부직포, 다공성 탄소(Reticulated Vitreous Carbon), 백금 및 유리상탄소(glass carbon) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템
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미생물 연료 전지를 이용한 전원 공급 시스템의 전원 공급 방법에 있어서,
(a) 미생물 연료 전지부가 외부로부터 유기폐수를 투입받는 단계;
(b) 상기 미생물 연료 전지부가 투입받은 유기폐수 내에 존재하는 미생물을 통해 전기를 생성하는 단계;
(c) 상기 미생물 연료 전지부가 상기 미생물로부터 생성되는 전기를 DC-DC 컨버터부를 통해 승압시키는 단계; 및
(d) 상기 미생물 연료 전지부가 상기 DC-DC 컨버터부를 통해 승압된 전기를 축전지부로 충전시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법
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제 10 항에 있어서,
상기 제 (b) 단계는,
(b-1) 상기 미생물 연료 전지부가 음극층에 투입된 유기폐수에 존재하는 미생물이 음극에 부착하여 농화 배양될 수 있는 환경을 조성하는 단계;
(b-2) 상기 미생물 연료 전지부가 상기 음극층의 미생물로부터 유기물 분해 중 생성되는 전자를 포집하여 음극단자를 통해 별도의 외부 회로로 보내는 단계; 및
(b-3) 상기 미생물 연료 전지부가 상기 별도의 외부 회로로부터 양극단자를 통해 전자를 양극층의 양극으로 전달받아 물로 환원시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법
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제 11 항에 있어서,
상기 제 (b) 단계는,
(b-4) 상기 미생물 연료 전지부가 통풍구를 통해 상기 양극층 내부의 물을 공기로 포화시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법
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