生物電気化学技術(MET)による次世代型排水処理技術の開発
微生物燃料電池は、排水処理の過程で電気としてエネルギーを回収可能な次世代型の排水処理技術として注目されています。
本研究室では、高出力化が期待できるエアカソード型微生物燃料電池と、硝酸性窒素をカソード燃料とし金属触媒を使用しないことで省コストかつ窒素除去を可能としたバイオカソード型微生物燃料電池について研究を行っています。
また、電極電位を制御することで様々な形態で有価物を生成可能な微生物電解槽(MEC)による二酸化炭素の再資源化などの研究も進めています。
【排水処理システムの開発】
MFCの排水処理技術としての実用化とともに適用範囲拡大を念頭に置いて運転方法や装置構造の最適化を行っています。
【MFCの高度処理化】
MFCは排水処理過程で電気を得るだけでなく、既存技術にはない栄養塩除去・回収の可能性を秘めています。
本研究室ではMFCによる排水処理の高度化を目指しています。
【排水処理に適した低廉で高活性なカソード触媒の開発】
【METによる排水からの有価物回収システムの構築】
MFCの電位を人為的に制御する微生物電解槽(MEC)システムでは、
電気ではなく、水素や有機酸としてより有用な形態でエネルギー回収が可能です。
本研究室ではによる排水からの資源回収の効率化も進めています。
堆積物微生物燃料電池(Sediment MFC)による環境改善技術の開発
湖沼や港湾のような閉鎖性水域では、人間生活の活発化に伴う水環境負荷の増大によって底質環境の悪化の進行・拡大が顕著化しており、底生生物へ多大な悪影響が及んでいます。
本研究では、このような環境汚染が進んでいる底質の環境浄化を目標として、堆積物微生物燃料電池による原位置での環境浄化技術の開発を行っています。
【底質改善技術の開発】
SMFCによるヘドロ状の底質の浄化だけでなく、底質からの窒素やリンなどの栄養塩の再溶出、硫化水素の生成抑制といった周辺環境の保全にも寄与することが可能な新規の底質改善技術の開発を進めています。
【環境センサーの開発】
MFCの発電は、その周辺環境に大きく影響を受けます。これを利用して溶存酸素や汚濁度の測定が可能な環境センサーへの応用を進めています。
【湿潤系バイオマスからの資源回収技術の開発】
湿潤系バイオマスには多くの資源が含まれています。本研究室では特にエネルギーとして有効活用できる形態でバイオマスから資源回収することを試みています。
【バイオマス・廃棄物などの有効活用方法の検討】
・バイオマスのガス化残渣(バイオ炭)の肥料への利用の検討
・廃棄物などを利用した水質浄化材の開発
【微生物機能の複合化による省スペース・省エネルギー型の含窒素高濃度有機性廃水処理プロセス】
脱窒とメタン生成の複機能を有するグラニュールが充填されたUSB槽と担体投入型亜硝酸型硝化槽で構成される循環式プロセスで従来型の硝化脱窒プロセスと比較して大幅な省エネ化や省スペース化が可能となります。