微生物電池の原理を用いた新たな底質環境改善技術

利用微生物电池原理的沉积物环境改善新技术

基本信息

批准号：
11F01062
负责人：
大嶺聖
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01062/
关键词：
微生物電池地盤環境改善有機物嫌気発酵電力竹炭

项目摘要

湖沼,海洋,水路等の底質では硫化物やアンモニアなどの悪臭が発生し,周辺環境の悪化を招く場合が多い。刈草や生ごみなどの様々な有機物をコンポストにする課程で微生物電池としての電力が発生することが確認された。特殊な薬剤や高価な材料を用いずに微生物代謝による有機物分解の促進を行うために,活性炭や炭素繊維を用いた微生物電池の適用を行った。刈草や生ごみなどの様々な有機物をコンポストにする過程で微生物電池としての電力が発生することが確認された。微生物電池の正極にラップをして,内部の有機物ができるだけ嫌気条件となるようにすることで電力を向上させることが明らかとなった。有機物の分解に伴う微生物電池において,負極に竹炭と鉄線を用いることで電力を向上させることができた。このときの最大発電力は,394.1mW/m2であった。植物は光合成を行うことにより,根から様々な有機化合物を生産する。この有機化合物が微生物により無機物に分解され,そのときに発生する余剰電子により発電が行われることを応用した新エネルギー「植物利用型微生物燃料電池」の研究開発が期待されている。特に,稲の栽培で水田からの発電は大規模に行える可能性があることから,わが国でも将来の新たなエネルギーとして有望な手法である。そのため,稲の栽培における微生物電池についても実験を行った。電極については,正極と負極いずれも炭素繊維を用いた。また,比較のため,稲を栽培していない条件での電圧についても,計測を行った。その結果,稲の生長に伴い約0.5Vの電圧が発生することが確認できた。

湖泊、海洋和水道的底部沉积物中会产生硫化物和氨等难闻的气味，常常导致周围环境恶化。已证实，在草屑和垃圾等各种有机材料的堆肥过程中，微生物电池会产生电力。为了在不使用特殊药物或昂贵材料的情况下通过微生物代谢促进有机物的分解，我们应用了使用活性炭和碳纤维的微生物电池。已证实，在草屑和垃圾等各种有机材料的堆肥过程中，微生物电池会产生电力。人们发现，通过包裹微生物电池的正极，使内部的有机物尽可能无氧，可以提高电力。在分解有机物的微生物电池中，使用竹炭和铁丝作为负极可以提高功率。此时的最大发电量为394.1mW/m2。植物通过光合作用从根部产生各种有机化合物。人们对新能源“植物微生物燃料电池”的研究和开发抱有很高的期望，这种燃料电池利用了这些有机化合物被微生物分解成无机物的事实，以及当时产生的剩余电子用于发电。特别是，由于可以通过大规模种植水稻来从水田发电，因此作为日本未来的新能源是一种很有前途的方法。因此，我们还进行了用于水稻种植的微生物电池的实验。正极和负极均使用碳纤维。为了进行比较，我们还测量了未种植水稻的条件下的电压。结果，证实随着水稻的生长，产生约0.5V的电压。