2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of technologies for practical use of sediment microbial fuel cells
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16H04418
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
日比野 忠史 広島大学, 工学研究科, 准教授 (50263736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田一 智規 広島大学, 工学研究科, 助教 (10379901)
TOUCH NARONG 広島大学, 工学研究科, 特任助教 (50707247)
中下 慎也 広島大学, 工学研究科, 助教 (90613034)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電極 / 電子回収 / 電位分布 / 還元泥 / ミネラル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「浄化システムの構築と現地での汎用化実験」ではヘドロの堆積により深刻な状態にある①養殖場を早期に回復させる手段と②持続的に良好な海底環境を改善する手段の2つを同時平行的に実施するために養殖場の再生試験を計画した。2016年に7～9割であった養殖カキの斃死率を2018年には3割以下に低減することを目標として2017年に実験を開始した。沿岸域でのカキ生産環境の再生を目指し、来年度に向けて①早期に、かつ②持続的に効果的な対処法を実行し成果を出していく。具体的な活動として①カキ筏下への必要な量のGCAの散布とSMFCシステム（SMFC+太陽光パネル）を設置して底泥に起因する貧酸素水塊と移流してくる貧酸素水塊からカキ筏を守る。カキの斃死抑制を前提にした斃死機構の解明と斃死量の低減手法の開発に着手している。対象とするカキ筏の設置面積は300m×400mであるが、先行的に（3m×3m）×3セットの試験区間を設置するとともに、空間的にORPモニタリング電極を設置して電位分布と水質変化の関係を分析した。さらに、貧酸素対策としてSMFCで生産した電力によりLEDの点灯→藻類の育成→酸素の生産を実現するLEDシステムを完成させ、貧酸素状態の緩和を行なった。このために、カキ筏下の貧酸素化機構（貧酸素水生成+移流）を見える化できる申請者らが開発した還元物質（ORP）のモニタリング装置と多項目水質センサーを配備し、貧酸素化の過程を空間的に捉え、貧酸素化を阻止するシステムを構築した。斃死率を3割以下に低減することを評価目標とし、SMFCと灰の散布による沿岸域の健全化に取り組むとともに、②灰の有効性、持続性の実証を継続している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画どおり研究を進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
SMFCによる還元化抑制、GCAによるミネラル供給と酸性化抑制効果を相乗的に発現させ、早期にカキ生産場の回復を実現する。灰を構成する酸化物は溶解（ミネラルとOH-の溶出）して、還元化（ORP低下）、底泥の酸生化（pH低下）を抑制する。微生物自らの活動がORP、pHを低下させることから、堆積泥内でのORP 、pHの上昇は微生物活性を維持させることにつながる。SMFCによる電子の回収量の増大は微生物の活性を表しており、電子回収量と電極電位分布（ORP分布）から現地において微生物活性を評価できる手法も併せて確立する。筏下には1m間隔に電極を格子状に配置（2m×2m）したSMFCシステム（有効範囲：3m×3m）を9セット（81電極）およびLEDシステムを設置して（2018年に3セット設置）、底泥に起因して起こる貧酸素化を防止できるシステムを完成する。
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