생물학적 수소 생산 방법은 환경 친화적으로 지속 가능한 에너지 생산을 가능하게 하는 이점을 제공한다. 그러나 낮은 수소 생산 효율과 사용 환경의 제약은 상용화의 걸림돌로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위해 바이오 필름을 이용하여 박테리아를 고농도로 집적하는 방법이 시도되고 있다. 그중 인공 바이오 필름을 사용한 박테리아 고정화(entrapment) 기법은 천연 또는 합성 폴리머 매트릭스에 박테리아의 이동을 제한하고 신진대사 활동에 필요한 기질을 제공함으로써 수소 생산 효율을 높이고 지속적인 수소 생산을 보장할 수 있다. 본 연구에서는 전기영동법을 이용하여 천연 폴리머인 알지네이트를 수소 생성 박테리아인 Rhodospirillum rubrum 와 함께 전극 위에 증착함으로써 고농도의 박테리아를 알지네이트 매트릭스 내부에 고정시킨 인공 바이오 필름을 개발하였다. 우리는 전기영동법에 사용된 현탁액의 박테리아와 알지네이트 농도를 변화시키고 전기장 특성을 조정하여 높은 수소 생산 효율을 달성하고 장기간 안정적으로 수소 생산이 가능한 최적의 바이오 필름 제작 조건을 찾았다. 개발된 바이오 필름은 박테리아를 효과적으로 고정시키면서 높은 생존율을 유지시킴으로써 부유 배양한 박테리아를 사용한 대조군에 비하여 장시간 안정적으로 높은 효율의 수소 생산이 가능하였다. 또한 기질을 주기적으로 교체했을 때 수소 생산 효율이 지속적으로 유지됨을 확인함으로써 개발된 바이오 필름 내부에서 박테리아가 장기적으로 생존 및 수소 생산이 가능함을 확인하였다. 우리가 사용한 전기영동법은 기계적으로 안정한 대면적의 바이오 필름을 경제적으로 빠르게 생산할 수 있어 지속적으로 수소 생산이 가능한 대면적 바이오 필름 제작이 가능하다. 또한, 사용 환경의 제약을 효과적으로 극복할 수 있어 박테리아를 이용한 수소 생산 시스템의 상용화를 앞당기고 응용분야의 확대로 이어질 것으로 기대된다.