底泥有機物の電気化学特性の測定法、解析法の確立と底泥の燃料としての活用

底泥が持つ莫大なエネルギーを電力に転換する過程を高速化する機構を産業廃棄物である鉄鋼スラグとCO2の供給により開発した。微生物燃料電池SMFCにより底泥エネルギーの電力への高速転換研究では、底泥有機物の電気化学特性の測定法を確立し、底泥有機物の半導体特性を確認した。底泥有機物の通電（半導体）特性は金属イオン、土粒子等の無機物との混合層での電界の形成，電子移動による電位分布の変動を測定することで確認した．拡散した汚泥を燃料とするSMFCの弱点である狭い電子回収範囲を，鉄鋼スラグを補助燃料とすることで，画期的に拡大できている．この結果、世界最高水準の電力を獲得できる本SMFCは国内外の他技術に決定的に勝っている．SMFCに勝るMFCの発電できる電力は0.3V，0.05A/m2程度が世界のレベルであるが，鉄鋼スラグを補助燃料とする本SMFCでは，世界レベルをはるかに超える高い電力（0.6 V，2.0 A/m2，1.2 W/m2）を獲得した．さらに本技術を応用して電子伝達に関わる有機物反応（電子の生産性と伝導性の向上）を利用した新しいタイプのCO2変換水素生産システムを開発した。水素生産力向上のため、電極を鉄鋼スラグに接触させて表面を正に印可すると，鉄鋼スラグ内部に含有されるFeが溶解して電子と鉄イオンが生成される現象を利用した．Feの溶解はアノード層のエネルギー準位を高め，高効率で高電力を得るとともに，高い濃度の鉄イオンをカソード層（水層）に溶出する．また、鉄鋼スラグから溶出したFe2+は有機泥H2Sとの反応（Fe2+ + H2S→2H+ + FeS）を促進して土壌の解毒と藻類の増殖を増長した．

底泥が持つ莫大なエネルギーを電力に転換する過程を高速化する機構を産業廃棄物である鉄鋼スラグとCO2の供給により開発した。微生物燃料電池SMFCにより底泥エネルギーの電力への高速転換研究では、底泥有機物の電気化学特性の測定法を確立し、底泥有機物の半導体特性を確認した。底泥有機物の通電（半導体）特性は金属イオン、土粒子等の無機物との混合層での電界の形成，電子移動による電位分布の変動を測定することで確認した．拡散した汚泥を燃料とするSMFCの弱点である狭い電子回収範囲を，鉄鋼スラグを補助燃料とすることで，画期的に拡大できている．この結果、世界最高水準の電力を獲得できる本SMFCは国内外の他技術に決定的に勝っている．SMFCに勝るMFCの発電できる電力は0.3V，0.05A/m2程度が世界のレベルであるが，鉄鋼スラグを補助燃料とする本SMFCでは，世界レベルをはるかに超える高い電力（0.6 V，2.0 A/m2，1.2 W/m2）を獲得した．さらに本技術を応用して電子伝達に関わる有機物反応（電子の生産性と伝導性の向上）を利用した新しいタイプのCO2変換水素生産システムを開発した。水素生産力向上のため、電極を鉄鋼スラグに接触させて表面を正に印可すると，鉄鋼スラグ内部に含有されるFeが溶解して電子と鉄イオンが生成される現象を利用した．Feの溶解はアノード層のエネルギー準位を高め，高効率で高電力を得るとともに，高い濃度の鉄イオンをカソード層（水層）に溶出する．また、鉄鋼スラグから溶出したFe2+は有機泥H2Sとの反応（Fe2+ + H2S→2H+ + FeS）を促進して土壌の解毒と藻類の増殖を増長した．