二酸化炭素処理とエネルギー資源再生を両立させる持続型炭素循環システムの最適化技術

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246128
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 光三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60322038)
• 研究分担者: 増田 昌敬 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (50190369) ; 川口 秀夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (50463873)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 再生可能資源 / エネルギー

研究概要

二酸化炭素回収・貯留によって地中貯留された二酸化炭素をメタンに変換、エネルギー資源として利用する「持続型炭素循環システム」の構築を目指し、システムの要素技術の研究を行った。具体的には、地下貯留層のCO_2変換・メタン生産バイオリアクター化を目的に、地下微生物群の生態系・ガス生産活性を調査し、さらに微生物による電気化学的メタン生成反応を利用する新規CO_2利用・変換技術を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production. (2013)
  • 著者名/発表者名: Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
  • 雑誌名: Int J Hydrogen Energ ページ: in press.
  • DOI: doi:10.1016/j.ijhydene.2013.04.116.
• [雑誌論文] Electrochemical and microbial analysis of the bio-electrodes of the electromethanogenic reactor. (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, N. Saito, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng ページ: in press
  • DOI: doi:10.1016/j.jbiosc.2013.01.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bio-electrochemical conversion of carbon dioxide to methane in geological storage reservoirs. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Kawaguchi and H. Kobayashi
  • 雑誌名: Energ Convers Manage 巻: 66 ページ: 343-50
  • DOI: doi:10.1016/j.enconman.2012.12.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and phylogenetic analyses of current-generating microorganisms in a thermophilic microbial fuel cell. (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 115 ページ: 268-71
  • DOI: doi:10.1016/j.jbiosc.2012.10.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogenetic diversity of microbial communities associated with the crude oil and formation water phases of the produced fluid from a high-temperature biodegraded petroleum reservoir. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, K. Endo, S. Sakata, D. Mayumi, H. Kawaguchi, M. Ikarashi, Y. Miyagawa, H. Maeda and K. Sato
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 113 ページ: 204-10
  • DOI: doi:10.1016/j.jbiosc.2011.09.015,
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of methane production by microorganisms indigenous to a depleted oil reservoir for application in Micobial Enchance Oil Recoverly. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, H. Kawaguchi, K. Endo, D. Mayumi, S. Sakata, M. Ikarashi, Y. Miyagawa, H. Maeda and K. Sato
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 113 ページ: 84-7
  • DOI: doi:10.1016/j.jbiosc.2011.09.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methane production by Methanothermobacter thermautotrophicus to recover energy from carbon dioxide sequestered in geological reservoirs (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi, T. Sakuma, Y. Nakata, H. Kobayashi, K. Endo and K. Sato
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 110 ページ: 106-8
  • DOI: doi:10.1016/j.jbiosc.2010.01.008.
  • 査読あり
• [学会発表] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production. (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J.Xu, K. Sato.
  • 学会等名: The 2012 Asian Biohydrogen and Bioproducts Symposium
  • 発表場所: 重慶, 中国
  • 年月日: 20121109-12
• [学会発表] Identification of new microbial mediators for electromethanogenic reduction of geologically-stored carbon dioxide. (2012)
  • 著者名/発表者名: Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi , J.Vilcaez, K. Sato.
  • 学会等名: 11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] Mechanism of electromethanogenic reduction of CO2 by a thermophilic methanogen. (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hara, Y. Onaka, H. Kobayashi, Q. Fu,H. Kawaguchi, J. Vilcaez, K. Sato.
  • 学会等名: 11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Electromethanogenic CO_2 conversion by subsurface-reservoir microorganisms. (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramochi, Q. Fu, H. Kobayashi, M. Ikarashi, T. Wakayama, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, H. Maeda, K. Sato.
  • 学会等名: 11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] メタン生成的条件下における電気化学的メタン生成活性を持つ微生物群の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤直輝、付乾、川口秀夫、ハビエルビルカエス、小林肇、佐藤光三
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第27回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111008-10
• [学会発表] メタン菌による電気化学的メタン生成反応の解析と数値モデル化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大中温、付乾、川口秀夫、ハビエルビルカエス、小林肇、佐藤光三
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第27回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111008-10
• [学会発表] Study to enhance methanogenesis by subsurface microorganisms within petroleum reservoirs (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林肇、遠藤啓太、坂田将、眞弓大介、川口秀夫、五十嵐雅之、宮川喜洋、前田治 男、佐藤光三
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第26回大会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 20101124-26
• [学会発表] Research for microbial conversion of residual oil into methane in depleted oil fields to develop new EOR process (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Maeda, Y. Miyagawa, M. Ikarashi, D.Mayumi,H. Mochimaru, H. Yoshioka,S. Sakata, H. Kobayahsi, H ., K a wa g uc h i, and K. S at o
  • 学会等名: Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference
  • 発表場所: Abu Dhabi UAE
  • 年月日: 20101101-04
• [学会発表] 地下油田内微生物によるメタン生産 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林肇、川口秀夫、佐藤光三、眞弓大介、坂田将、五十嵐雅之、宮川喜洋、前田治男
  • 学会等名: 第2回メタンハイドレート総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Development of microbial processes capable of converting stored CO2 into methane for recovering energy in depleted oil reservoir (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi, Y. Nakata, K. Endo, T. Sakuma and K. Sato
  • 学会等名: 7^<th> International Symposium for Subsurface Microbiology
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
  • 年月日: 20081116-21
• [備考]
  • URL: http://gpre.geosys.t.u-tokyo.ac.jp/sato/index.html
• [産業財産権] 地中貯留二酸化炭素のメタン変換回収システム及ひ〓地中貯留二酸化炭素のメタン変換回収方法 (2011)
  • 発明者名: 佐藤光三、小林肇
  • 権利者名: 佐藤光三、小林肇
  • 産業財産権番号: 特許,2011-013976
  • 出願年月日: 2011-01-26