微生物細胞利用型燃料電池を用いる廃棄物バイオマスからの直接発電法の開発

keywords.jpg廃棄物,バイオマス,微生物燃料電池,バイオマス燃料電池 

柿薗 俊英 

TOSHIHIDE KAKIZONO

division.jpg先端物質科学研究科 分子生命機能科学専攻 代謝変換制御学研究室

position.jpg准教授

研究概要

研究内容

持続可能型バイオマス発電に向けて、有機性廃水や未利用農産廃棄物が有する化学エネルギーを電気エネルギーへ変換する為に、適切な微生物集団を選別する事により、安定かつ、高収率な微生物燃料電池を開発した。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

デンプン、セルロース、タンパク質などを含む有機性廃棄物を高収率に分解して、電力変換する研究を開発してきている。従来の焼却に代わる助燃剤を用いない新しいバイオマス処理法が必要と考える。長期間を必要とする堆肥化や嫌気消化に代わる分解処理法として、微生物燃料電池技術に関する共同研究、受託研究、技術指導、講演を行うことができる。国内外の廃棄物・廃水処理において、格段の省エネルギー投資のもと、バイオマスを直接電力変換する実用化例を早期に実現したい。
応用分野
・高濃度有機物を含む廃水の浄化処理
 ■汚泥発生抑制
 ■有機物濃度を低減する前段処理
・未利用農産廃棄物の分解利用
 ■処理を兼ねたエネルギー変換
 ■もみ殻、野菜くず、農産物の非可食部
・廃水、廃棄物から直接発電する
 ■エネルギー回収、分離、保管が不要
 ■オンサイト発電が適する所:食品工場、ホテル、レストラン、病院

本研究の特徴・優位性

・微生物の代謝分解機能を利用し、廃棄物、未利用バイオマスから直接発電する
・廃棄物を分解処理し、電気エネルギーへ変換、利用可能
・処理前後で微生物重量は、増えず、むしろ、減少する従来のプロトン交換膜に替えて、モノカチオン交換膜 を用いる事により、長期間にわたり、膜に色素沈着や破損劣化が見られず、安定的に高い電流が継続発生し 、高収率な持続可能型バイオマス発電システムを稼働させる事が可能

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特許公開2007-287542, 特許公開2006-75791,
微生物利用バイオ燃料電池の開発、p.44-54 『電池革新が拓く次世代電源事情』 エヌ・ティー・エス (2006)

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