微生物を固定したハイブリッドフィルターを用いたトリチウムガス除去装置の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08558054
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 百島 則幸 九州大学, 理学部, 助教授 (80128107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 清明 (株)九州松下電器, 主任研究員 ; 松岡 信明 (財)九州環境管理協会, 主任研究員 ; 岡井 富雄 九州大学, 工学部, 講師 (50150488)
• Keywords: トリチウム / 水素細菌 / 多孔質担体 / 微生物固定 / 除去装置 / フィルター

Research Abstract

核融合炉ではトリチウム(T)を燃料として使用するので、安全を確保するためトリチウム除去システムが必要とされる。本研究では水素ガス酸化能力を持つ水秦細菌を多孔質担体に固定した新しい水素ガス酸化触媒の開発を目指している。
【実験】
昨年度の成果を引き継ぎ、継体培養による菌種の作成を行い、菌体の担体への吸着の大きさを吸光光度法により測定した。また、担体表面での菌の活動をビデオカメラにより観察し、担体と菌の相互作用の様子を明らかにした。培養液のpHが培養と共に酸性側に変化していくことから、何らかの酸性物質が菌により生産されていることが昨年度の研究から示されていた。この物質の特定を液体クロマトグラフで行った。
【結果と考察】
継体培養して得られた菌の懸濁液に担体を入れてからの液相の吸光度変化を追跡した。担体を加える前の吸光度が担体を加えることにより減少し、菌が担体に固定されることを示している。しかし、吸光度の減少速度と平衡に達したときの吸光度は担体により違いが見られた。マイクロキャリアーと陰イオン交換樹脂では速やかに吸光度は減少し20分程度で平衡に達した。しかし、セラミックスではわずかに減少が観察されただけであった。ビデオによる担体表面での菌の観察では、吸着が少なかったセラミックでは菌が表面に繁殖し、担体周辺での移動が確認された。一方、マイクロキャリアーでは表面に菌は確認されなかった。これはマイクロキャリアーの空孔(30μm)内で菌が繁殖しているためと考えられる。表面構造の違いが菌の固定および繁殖状況を規定していることが確認された。イオンクロマトにより酢酸のピークが確認された。ギ酸に相当するピークは見られなかったことから、継体培養で得た菌は水素エネルギーから酢酸を生産していると考えられる。微生物活動を継続させるためには生産された酢酸を中和するなどの対策が必要となる。この点は微生物を固定した担体を触媒として利用する場合考慮されなければならない。