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硫黄循環を考慮した食品廃棄物処理およびエネルギー回収システムの開発

考虑硫循环的餐厨垃圾处理及能量回收系统的开发

基本信息

批准号：
21K19874
负责人：
中野陽一
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Ube National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、食品廃棄物の処理に硫酸還元菌を活用し、その過程で発生する消化ガス中の硫化水素と二酸化炭素を二次電池の材料として合成することである。昨年度の研究では、まず食品廃棄物からの硫化水素発生実験を行った。具体的には、模擬食品廃棄物と硫化物を異なる方法で供給した2系列と、模擬食品廃棄物を加えずに乳酸ナトリウムを供給した系列で、硫酸還元菌の培養を実施した。その結果、乳酸ナトリウムを供給した系列では消化ガス中の硫化水素濃度が7%で安定した。しかし、硫化水素濃度が目標の30%に達することはなく、またガス発生の安定性に課題があった。次に、硫化リチウムの合成についての実験を行った。管型反応器を用いて混合ガスと水酸化リチウムの反応による硫化リチウムの合成を試みた。その結果、硫化水素濃度が高いほど硫化リチウムの生成が容易であることが確認された。特に、硫化水素濃度が90%で供給量が2倍の場合、高い収率を示すことが確認された。しかしながら、消化ガスを硫化水素に濃縮しようとした試みでは、二酸化炭素が優先的に反応し、炭酸リチウムのみが生成した。以上の結果から、今後の課題としては、硫化水素濃度を目標値まで上昇させるための新たな方法と、硫化リチウムの効率的な合成方法の開発が求められる。これらの課題を解決することで、食品廃棄物の有効利用と、新たなエネルギー源としての硫化リチウム電池の開発に寄与することが期待される。

The purpose of this study is to develop and synthesize sulfuric acid reducing bacteria in the process of food waste treatment and secondary battery materials. Last year's research was conducted on the development of sulfurized water in food waste. The specific method of supplying artificial food waste and sulfide is 2 series. Artificial food waste is added to lactic acid supply series. Sulphate reduction bacteria culture is carried out. As a result, the concentration of sulfur in the system was 7% and stable. When the sulfur concentration reaches 30% of the target, the stability of the product is a problem. Secondly, the synthesis of sulfurized calcium chloride is carried out in practice. A tubular reactor is designed to be a mixture of water and sulfur. As a result, the sulfide concentration is high, and the sulfide concentration is easy to generate. In particular, when the sulfur concentration is 90%, the supply amount is doubled, and the high recovery rate is confirmed. For the first time in the history of the world, the United States has been trying to reduce its carbon dioxide emissions. As a result, the future problem is to develop a new method for the synthesis of sulfur compounds with high sulfur content. To solve this problem, we hope to make full use of food waste, develop new energy sources and develop new sulfurized batteries.