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CO2直接供給型バイオカソード微生物燃料電池による高速メタン変換・循環システム

采用CO2直供生物阴极微生物燃料电池的高速甲烷转化循环系统

基本信息

批准号：
21H04936
负责人：
多田千佳
金额：
$ 24.29万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

CO2直接供給型のバイオカソード電極として白炭を活用したゲル電極を作成し、メタン菌の付着状況について確認してきたが、アノード側のメタン菌付着もMFCの電子供給律速になっていると考え、アノード電極の表面処理を行い、メタン菌の付着を抑制する電極を作成した。それらのセミウェット型白炭バイオカソード電極とメタン菌付着抑制型のアノード電極を合わせたMFCを作成し、運転を行なった結果、アノードのメタン菌付着抑制の効果がみられた。また、カソード電極の方では、今後の簡易な電極作成、自在な造形を可能にするために、ゲル電極の3Dプリントについて検討した。その結果、0.4-2mmのライン範囲で、12層まで積層できた。さらに、その造形物でメタン活性を得ることができた。このように、メタン菌を含む3Dプリント造形物でメタン菌をプリントし、その活性を得たのは初めての結果であり、今後、より細かい造形を可能にする方法、また、電極としての性能を高める工夫を行う。この他、電極基材の導電性物質について、高効率かつ木質由来のサステナブルカソードの作製を行った。具体的には、二酸化炭素を吸着しやすくするために、木炭を二酸化炭素で賦活し、比表面積を増大させた。さらに、オートクレーブ中の水熱反応場でアミノ基を付加させるプロセスを行った。結果として、アミノ基が活性炭表面に付与され、メタン菌による二酸化炭素からメタンへの変換速度が増大した。本年度は、本プロセスをさらに精緻化させ、メタン菌カソードMFCへと応用していく予定である。

CO2 direct supply type: electrode preparation, white carbon utilization, electrode preparation, bacteria payment status confirmation, failure side, bacteria payment, MFC electron supply speed, electrode preparation, surface treatment, bacteria payment suppression. For example, if the MFC is made, the operation of the MFC will result in the failure of the MFC. In addition, the method of electrode preparation is simple, and the 3D layout of electrode is easy to be realized. Results, 0.4-2mm range, 12 layers. In the evening, the shape of the object was changed to the activity of the object. The method, time and performance of the electrode can be improved after the initial results, future results and fine shape of the electrode are obtained. For this reason, the conductive material of the electrode substrate is highly effective, and the origin of the wood is difficult to manufacture. The specific surface area of carbon dioxide is increased. The water and heat reaction field in the middle of the river is very important for the development of the river. The results showed that the conversion rate of activated carbon was increased. This year, we will refine our products and improve their quality.