2018 Fiscal Year Research-status Report
廃棄物系キャパシタの微生物発電とのカスケード利用に関する研究
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18K11717
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田島 大輔 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (10531452)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊谷 誠治 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00363739)
井上 謙吾 宮崎大学, 農学部, 准教授 (70581304)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 焼酎粕残渣 / カスケード利用 / 活性炭 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，微生物燃料電池で発電が終わった焼酎粕残渣をカスケード利用するために，焼酎粕から活性炭を作製する工程での賦活方法に着目した。水酸化カリウムと二酸化炭素を利用した二段階賦活の最適条件の探索により，活性炭の表面官能基制御と細孔制御を実施し，さらに比表面積の向上による比静電容量の増加についても評価を行った。その結果，600 °Cで炭化された焼酎粕炭化物を用いた二段階賦賦活時の炭酸ガス流量を変化させた条件での実験では，炭酸ガス流量 0.2 L/minの時，比静電容量108 F/gを示した。700 °Cで炭化させた焼酎粕炭を用い，KOH賦活時の最適KOH比，最適賦活温度を設定し，その活性炭を用いて賦活温度800 °Cで炭酸ガス賦活させた条件での実験では，KOH賦活の条件はKOH配合比率 1 : 7，KOH賦活温度850 °Cの時，比静電容量 131 F/gを示した。以上より，二段階賦活の最適条件を明らかにすることができた。また，活性炭の物性調査結果により，賦活温度を高くすると活性炭の比表面積は高くなるが，賦活温度が1000°Cの場合は，比表面積が低くなった。これは，黒鉛化度が高くなるに伴う細孔構造の破壊，開孔が閉孔になる現象や過度な多孔質化による細孔構造の崩壊が考えられた。また，賦活時のKOHの含有量を増加させることで活性炭の比表面積は増加するが，ある含有量で活性炭の比表面積は増加しないことを示した。
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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
研究代表者と研究分担者，協力企業の連携により，お互いに研究状況の把握をしているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の展望としては，試作キャパシタと微生物燃料電池を組み合わせたプロトタイプの試作を行い，地域での利用に向けた焼酎残渣を利用した微生物発電ーキャパシタ蓄電システムのモデル化を実施する。
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| Causes of Carryover |
研究を進める上で，当初予定していたものと同性能で安く物品を購入できたこと，旅費での支出が少なかった，人件費・謝金が無かったため，次年度使用額が生じる結果となった。使用計画については，2年目以降は主に，消耗品で利用し，旅費で20万円，人件費・謝金として10万円を予定している。備品購入は無い。
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