Challenging for a new denitrification process using biocathode type MFC.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22919
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Inoue Chihiro 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30271878)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 微生物燃料電池 / 脱窒反応 / カソード反応 / 排水処理 / 電流消費菌 / 電流産生菌 / 電極の表面構造 / 処理構造

Outline of Final Research Achievements

In this study, a biocathode type microbial fuel cell (MFC) system that uses a nitrate ion reduction reaction (denitrification reaction) by denitrifying bacteria for the cathode reaction is investigated. A basic system for a new MFC system that enables the treatment of nitrate ions, which are the causative agents of eutrophication, even on the cathode side was created. With the prepared MFC, it was achieved to decompose acetic acid on the anode side and at the same time reduce nitrate ions on the cathode side. It was also clarified that by controlling the applied voltage of the cathode to -200 mV, nitrate ions can be converted to nitrogen gas without accumulating nitrite ions.

Free Research Field

生物による環境修復

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在のMFC研究の主流は、アノードで微生物による有機物の分解、カソードでは白金触媒を利用した水の電気分解を利用したものである。本研究で基本系を開発したバイオカソード型MFCは、アノードで有機物の分解、カソードで微生物反応により硝酸の脱窒を行わせるものであり、アノードとカソードの両側で水中の汚染物質の分解を行いながら電気を得ることができるため、汚染物質の処理と電気の産生を同時に可能とする新たなシステムを提案するものである。