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公開番号2025163961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067635
出願日2024-04-18
発明の名称微生物発電装置および微生物発電方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/16 20060101AFI20251023BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】カソード室における重炭酸塩の析出が抑制される微生物発電装置および微生物発電方法を提供する。
【解決手段】微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えた微生物発電装置において、アノード室流出水の一部を循環してアノード室に供給する循環流路を備えたことを特徴とする微生物発電装置。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、
該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えた微生物発電装置において、
アノード室流出水の一部を循環してアノード室に供給する循環流路を備えたことを特徴とする微生物発電装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記循環流路に原水を供給する原水供給手段と、アノード室流入水のｐＨを調整するｐＨ調整手段とを有する請求項１記載の微生物発電装置。
【請求項３】
前記アノード室流入水の無機炭素濃度を１００～２，０００ｍｇ／Ｌに調整する無機炭素濃度調整手段を備えた請求項１～３のいずれかの微生物発電装置。
【請求項４】
前記無機炭素濃度調整手段は、前記アノード室流出水循環流路の流量と原水供給量との少なくとも一方を制御するものである請求項３の微生物発電装置。
【請求項５】
微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えた微生物発電装置において、
原水に炭酸塩及び重炭酸塩の少なくとも一方を添加する添加手段を備えたことを特徴とする微生物発電装置。
【請求項６】
微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えた微生物発電装置において、
前記アノード室流入水の無機炭素濃度を１００～２，０００ｍｇ／Ｌとすることを特徴とする微生物発電方法。
【請求項７】
原水に炭酸塩及び重炭酸塩の少なくとも一方を添加して前記無機炭素濃度を調整する請求項６の微生物発電方法。
【請求項８】
前記アノード室流出水の一部を循環してアノード室に供給する請求項６の微生物発電方法。
【請求項９】
前記アノード室に循環するアノード室流出水と原水を混合し、この混合水のｐＨを６～９に調整する請求項８の微生物発電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物発電装置および微生物発電方法に関する。本発明は特に、有機物を微生物に酸化分解させる際に得られる還元力を電気エネルギーとして取り出す微生物発電装置及び微生物発電方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
微生物発電装置は、微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えている（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１には、アノード室とカソード室とを隔てる隔膜として、ＲＯ膜、またはＮＦ膜のような孔径１０ｎｍ以下又は５０％以上の二価阻止率を有する膜を用いることが記載されている。かかる隔膜を用いることにより、カソードへの不純物の透過を抑えながら、プロトンの移動抵抗を増加させないことで、高い発電量が得られるようになる。
【０００４】
特許文献２には、カソード室に供給する酸素含有ガスに炭酸ガスを、酸素に対し０．１～２０％導入することが記載されている。このように炭酸ガスを添加することにより、高アルカリ性となるカソード室のｐＨを中和してアノード室からカソード室へのＮａ
＋
、Ｋ
＋
の移動を促進し、発電効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１９－５０４４４６号公報
特開２０１０－１０８７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カソード室にＣＯ
２
を含んだガスを通気すると、カソード室にてＮａＨＣＯ
３
やＫＨＣＯ
３
などの溶解度が比較的低い重炭酸塩が析出し、酸素含有ガスの流路を塞ぐおそれがある。
【０００７】
本発明は、カソード室における重炭酸塩の析出が抑制される微生物発電装置および微生物発電方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨は以下の通りである。
【０００９】
［１］微生物を保持し電子供与体である有機物を含む原水が供給されるアノード室と、
該アノード室に対しイオン透過性を有した非導電性のナノポーラス又はサブナノポーラス膜を介して隔てられ、電子受容体として酸素含有ガスが供給されるカソード室とを備えた微生物発電装置において、
アノード室流出水の一部を循環してアノード室に供給する循環流路を備えたことを特徴とする微生物発電装置。
【００１０】
［２］前記循環流路に原水を供給する原水供給手段と、アノード室流入水のｐＨを調整するｐＨ調整手段とを有する［１］記載の微生物発電装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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