Development of an environmental sensing device powered by microbial fuel cells.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06355
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Hiroshi Yokoyama 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, 上級研究員 (40391370)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微生物燃料電池 / 環境モニタリング / 発電細菌

Outline of Final Research Achievements

This research The anode was an electrode made of stainless steel whose surface was flame-oxidised and buried in the pond bottom. The cathode was floated on the surface of the water with a float. The MFC was used as a power source to drive sensors measuring pond water temperature, air temperature and MFC outputs, and to transmit the measured data wirelessly over long distances using a LoRa module. During periods of high power generation, the LoRa module could be driven once every 1-3 minutes.

Free Research Field

環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

低コストで実用的なMFCを開発できた。炎酸化ステンレス鋼電極は、一般的な電極用の電極用のカーボンクロスと比較して約1/100の価格である。白金触媒など高価な部材は一切使用していな。物理的に強靭なので大型化と長期運転が可能である。LoRaモジュールの駆動には大きな電力が必要である。これまでMFCでLoRaモジュールを駆動した報告では1報しかない。その報告では１日に1回しかLoRaモジュールを駆動できなかった。1日あたりの送信回数が多い程、多くの環境情報が得られる。本研究では、LoRaモジュールを1～3分に1回と、短い間隔で駆動でき、本MFCは既存技術よりも優れていることが示された。