微生物発電を促進させる新しい合金負極の開発

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微生物燃料電池の負極には主に炭素系素材が利用されているが、多くの発電細菌は酸化金属を還元する活性を持つことから、酸化金属は発電細菌と高い親和性を示し負極素材として有用であると考えられる。これまでの研究により、炎酸化ステンレス鋼が高い発電性能を示すことを発見しているが、様々な種類の合金を網羅的に性能評価した研究はない。そこで、ステンレス鋼のような複数の金属が配合されている合金に着目し、微生物燃料電池の出力を向上させる新しい金属系合金の探索を行った。本年度は、微生物燃料電池の負極に使用可能な合金素材を選定するとともに、微生物燃料電池の出力を評価した。合金素材としてはKovarとInconel X-750を用いて試験を行った。Kovarは鉄・ニッケル・コバルトを主成分とした合金であり、Inconel X-750はニッケル、クロム、鉄を主成分とした合金として知られている。試験では、何も加工を行っていない未処理合金電極と炎酸化を施した合金電極を作製し、エアカソード方式の微生物燃料電池に組み込み出力性能を評価した。合金素材KovarとInconel X-750の性能試験を行った結果、Kovarでは何も加工を行っていない未処理電極の最高出力密度は186 mW/m2、炎酸化を施した電極の最高出力密度は192 mW/m2であった。Inconel X-750では何も加工を行っていない未処理電極の最高出力密度は210 mW/m2、炎酸化を施した電極の最高出力密度は227 mW/m2であった。いずれの合金電極も未処理よりも炎酸化を施した電極の方が高出力になるという結果が得られた。