2017 Fiscal Year Research-status Report
微生物燃料電池の発電を促進させる新規金属系アノードの開発
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17K08175
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
山下 恭広 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 主任研究員 (60547719)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微生物発電 / 金属系アノード / 炎酸化 / 陽極酸化 / モリブデン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物燃料電池は、微生物による有機物の酸化により電気エネルギーを直接生産できる技術であるが、現状の微生物燃料電池の出力は低く実用化に至っていない。そこで、本研究では、微生物燃料電池の出力を向上させる新しい金属系負極（アノード）の探索を行うこととした。本年度は、微生物燃料電池の金属系負極に使用可能な素材を選定するとともに、様々な金属・酸化金属（４０種類以上、鉄、アルミ、銅、チタン、スズなど安価な金属の酸化物、酸化の方法の違いによる延べ数）を用いてアノードを作製し、微生物燃料電池の出力を評価した。各金属は、前処理を行っていない未処理アノードと、炎酸化を施したアノード、電気的な酸化を施した陽極酸化アノードの3 種の電極を作製し、エアカソード方式の微生物燃料電池に組み込み性能試験を行った。炎酸化を施したアノードでは、都市ガスやアセチレンガス等を使用し金属の表面を炎酸化させた。酸化処理時間を変化させ、様々な酸化の程度を持つアノードを作製した。陽極酸化によるアノード作製では、酸性とアルカリ性のそれぞれの溶液に金属を浸漬させ、電圧を加えて酸化させた。酸化により電極表面の色が変化することから、変色度合に応じて処理時間や電圧を選定し、様々な厚みの酸化皮膜を形成させた。上記の検討を行った結果、未処理のモリブデンアノードが最も高い出力を示すことが明らかとなった。また、アノードの表面解析を行った結果、三酸化モリブデンが多く検出された。このアノードの最高出力密度は1296 mW/m2であった。
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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
微生物燃料電池の出力を向上させる新しい金属系負極（アノード）の探索を行い、金属素材としてモリブデンが最も適していることを特定できたことから、本年度は、研究はおおむね順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
アノードの表面に形成したバイオフィルムの菌叢を次世代シーケンサーにより解析する。酸化金属の種類や酸化皮膜の厚さが発電細菌の種類や群集構造に与える影響を解析する。
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| Causes of Carryover |
理由：繰越金は、研究資材を自作する等の工夫により研究費を効率的に使用し発生した残額である。
使用計画：本研究課題の推進のため、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。次年度の研究費は、交付申請時の計画どおり、物品費、人件費・謝金に使用する。
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