| 研究概要 |
水質改善のため,貧酸素水層に酸素を供給するコンパクトで高効率な「燃料電池と水の電気分解を組み合わせた酸素供給システム」を開発することが本研究の目的である.燃料電池と水の電気分解を組み合わせることにより,電解槽から発生する水素を燃料電池へ導き再利用して電気エネルギを得る,一方,対極から発生する酸素ガスを逆U字管に導き,酸素リッチな液を湖底汚泥表面へ供給し,好気性微生物を活性化することにより,エネルギ効率の高い水質浄化システムが構築できる可能性がある.研究初年度は以下のことを行った.
1.電極材料,イオン交換膜,取水口フィルター,装置本体の適切な材料を選定した.特に,イオン交換膜についてはカルシウム・塩素イオンを選択的に透過させない膜が望ましい.電極に付着するスケールはCaが主成分と思われる.酸素ガスを発生させるためには塩素イオンを除去する必要がある.また,激しい酸化反応に耐え,安価な陽極材料としてNi板を採用した.
2.逆U字管の形状設計を行った.湖底へ酸素リッチな液を送り出すため,逆U字管の一方で気泡の上昇による上昇流の大きさが他方の管内の酸素リッチな液を湖底まで流出するに十分な大きさになるよう酸素ガス発生量の制御・逆U字管の形状設計をしなければならない.以上を踏まえて,現在ベンチスケールの装置本体を作成中である.
3.水質改善の対象である佐鳴湖の水質データを浜松保健所より入手し,整理・解析を行った.その結果,窒素,リンなどの栄養塩が問題であり,溶存酸素濃度は十分であることが分かった.そのため,水質改善対象をダム湖など深い湖を対象とするよう変更した.
4.湖底微生物を観察する機器を調達し,使用できるよう環境を整えた.
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