太陽光発電を越える微生物燃料電池の実用化

keywords.jpgヘドロ発電,ヘドロの資源化 

日比野 忠史 

TADASHI HIBINO

division.jpg工学研究院 社会環境空間部門 地球環境工学講座

position.jpg准教授

研究概要

研究の背景

ヘドロの持つエネルギーを回収することによりヘドロの浄化が捉進されることを明らかにし,ヘドロから電子を効率的に回収すること,エネルギー回収することによりヘドロの浄化速度を向上させる技術開発をしてきた.近年,多くの研究者によって微生物燃料電池の実用化に向け研究が行われ,実用化の可能性は高いと言われているが,実際には取得電力が小さく,環境変動が激しい場での発電や畜電池を用いずに実用的な電力を回収した例はない.

研究内容

①「ヘドロを燃料とした微生物燃料用電池の開発」と②「ヘドロ浄化技術の商品化(ヘドロを効率的にかつ,容易に浄化する)」である. ②の課題は電力の取得よりもヘドロ浄化を目的とする場合の装置の商品化である.高い電力を取得しない場合には1個の装置(ペンシルタイプ)をヘドロ河岸にさすことのみで発電による浄化が捉進される.

成果

①電子を効率的に回収する電極とH+を水中に移流させる(内部抵抗を小さくする)技術を開発し,ヘドロから得られる微小電力を実用レベルにしたこと,② 他の研究者に先がけて畜電することなく,LEDを点灯させることに成功した.具体的には①電極の材料,形状やイオン交換等の研究により単体のヘドロ燃料電池から0.4V(50mA)以上の電力を回収する方法を確立した.さらに,②特別な方法でLEDの点灯に必要な電圧2V,電流50mA以上の電力を長期に確保する技術を確立した.

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

「電流回収量と有機物分解量を把握し,ヘドロ(微生物)燃料電池の商品化」を行なう.将来,この技術は東南アジア等の下水,ゴミ処理の未熟な国への移転を考えており,劣悪な環境下での電力の回収と土壌浄化を可能にすることを目標としている.

本研究の特徴・優位性

様々な自然および人為的現象が起こるヘドロ堆積場においてヘドロ内の電気の流れを利用して微生物環境を活性させる電力回収装置である.ヘドロ内から電子を回収することにより効率よくヘドロを無害化する発電浄化システムである.

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特願2011-21108、名称:微生物燃料電池及び微生物発電方法

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