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

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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。