微生物膜固定化電極を用いる低処理エネルギー型CO_2還元資源化に関する研究

微生物膜固定电极低处理能耗CO_2还原资源化利用研究

基本信息

  • 批准号:
    06750787
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本反応系に適用しうる陽・陰極電極材の選定に対し,利用する絶対嫌気性の水素資化性メタン生成菌,ホモ酢酸生成菌の活性に大きな影響のある陽極からの酸素生成に着目して,各種電極材を組合わせた電極系で水の電解実験を行い,陽極材として炭素は金属に比べ,酸素生成を極めて抑制でき,系内を無酸素環境に維持しうるが,電気化学酸化によりCO_2が生成し,CO_2の効率的還元変換を目的とする本系には適さず,酸素生成の多い金属電極に酸素不透過性隔壁を設置して生成酸素の反応液への溶存を妨げることで,適用しうると考えられた.本結果に従い,陽極として鉛棒を用い,セラミック製電解隔壁により反応液本体を隔離した液容積約2L,陰極面積約810cm^2の円筒型実験装置を製作した.なお,劣化,腐食等がなく,上記微生物が固定化される陰極には,その付着性で優位な炭素材を用い,微生物膜は,嫌気性消化汚泥を種汚泥としてNaHCO_3および痕跡量の無機塩類から成る水溶液を添加しつつ,約2ヶ月間訓養を行い作成した.連続実験は,流入NaHCO_3濃度一定で,滞留時間,電流密度(電流値)を変化させて行い,本法によるCO_2変換特性について以下の知見を得た.連続操作におけるCO_2のメタンへの変換は,常時安定して生じた.電流密度(電流値)の増大に伴い,メタン生成速度は増大し,電流密度0.35mA/cm^2程度以下の操作条件では,電解生成水素の90%以上がメタン変換へ高効率に利用されたが,さらに,電流密度を増大すると,未反応電解生成水素が気相中に増加し,水素利用効率に対して電流密度の最適操作条件が存在することが示唆された.一方,通電量に対し,CO_2流入負荷を操作することで高CO_2変換を達成でき,本法の適用可能性が示唆された.また,高い水素利用率で,CO_2の酢酸への変換も可能であることが別途に行ったメタン生成阻害剤を用いた回分実験から得られた.
This reaction system is suitable for the selection of anode and cathode electrode materials, the use of anti-hydrogen water element production bacteria, acid production bacteria activity greatly affected, various electrode materials combination, electrode system water electrolysis, anode materials, carbon metal ratio, acid production extremely inhibited, the system in an acid-free environment maintained. For the purpose of CO_2 generation and CO_2 efficiency conversion, this system is suitable for acid generation and multi-metal electrode, and acid impermeable partition is set up to generate acid and reaction solution. In this paper, the anode and lead rod were used, and a cylindrical device with a cathode area of about 810 cm^2 and a liquid capacity of about 2 L was fabricated. The above mentioned microorganisms are immobilized on the cathode, and the excellent carbon materials are used. The microbial membrane is prepared by adding NaHCO_3 and trace amounts of inorganic substances into the aqueous solution, and the training is carried out in about 2 months. In this paper, the characteristics of CO_2 conversion are discussed. CO_2 is always stable and stable during continuous operation. With the increase of current density (current value), the rate of water generation increases. Under the operating condition of current density less than 0.35 mA/cm^2, more than 90% of electrolyzed water is generated. The utilization efficiency of water is increased. When the current density increases, the utilization efficiency of water is increased. Under the optimal operating condition of current density, the utilization efficiency of water is increased. On the one hand, the possibility of application of this method is shown by the fact that the CO_2 inflow load operation is achieved under high CO_2 conversion. In order to improve the utilization rate of water, CO_2 and CO_2 can be converted into different kinds of organic compounds.

项目成果

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生物膜電極法を応用した金属表面処理排水の同時的中和・脱窒・重金属イオン回収処理
生物膜电极法同时中和、反硝化、重金属离子回收处理金属表面处理废水
  • 批准号:
    11750486
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 0.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
高濃度硝酸イオン含有排水脱窒処理への固定化微生物電極法の適用とその最適化
固定化微生物电极法在高浓度硝酸根离子废水反硝化处理中的应用及优化
  • 批准号:
    09750633
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 0.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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