LoT ラブオンテック

非モテ男の、非モテ男による、【女の子にモテたい】非モテ男のためIT活用ブログ

やってみた系/その他

植物を用いた微生物燃料電池(Plant Microbial Fuel Cell)の原理と特徴のまとめ!

更新日:



微生物燃料電池の1つに

Plant Microbial Fuel Cells

というのが存在します。




日本語名でいいますと、

植物型微生物燃料電池でしょうか。

他の微生物燃料電池と

基本的な原理は同じです。




微生物燃料電池は、

電子生産菌という微生物の代謝を

有効利用した燃料電池です。




代謝とは、人間同様に微生物が

有機物を分解することで、

エネルギーを得る生命活動のことです。




電子生産菌とは、

代謝を行ったときに

その体内かた上手いこと電子を

取り出せる微生物のことです。



微生物電池の原理は

これで分かりました。




では、これが具体的にどのように

電池と結びついているのでしょうか。




微生物燃料電池内で起こる

電極反応を見てみましょう。




アノード極に微生物が

付着しているとします。




有機物があると分解し代謝を行います。

つまりアノード極反応が起こります。




ここで注意したいのは、

ボルタ電池などと違って、

電極自身は反応に不活性である点です。




アノード極反応に

電極は直接関与しません。




体内から表出された電子は、

アノード極を伝って

カソード極へと向かいます。

そこで上記の式のように、

カソード極反応が起こります。




イメージしやすくするために、

植物型微生物燃料電池の

構造を以下に示します。



有機物や微生物は、

茶色で示した土壌中の存在します。




植物型微生物燃料電池の

大きな特徴は、

他の微生物燃料電池と異なり、

植物を用いている点です。




なぜ植物を用いるのでしょうか。

アノード極反応を

もう一度考えてみましょう。




アノード極に付着した微生物が

有機物を分解して代謝を行ないます。




では有機物を分解し続けたら、

有機物はなくなってしまいます。




そうなると、アノード極反応が

起こらなくなってしまいますので、

微生物燃料電池の発電は止まります。




つまり有機物は必要です。

そこで植物は光合成によって、

土壌内へ有機物供給役を担います。




植物が生きている限り、

有機物が永久的に供給されます。

電極の劣化等などの前提を除けば、

数ある微生物燃料電池の中で、

最も発電持続性は高いです。




これが微生物燃料電池に

植物を搭載する最大のメリット

と、言えるでしょう。




しかしメリットが反面、

デメリットも存在します。




微生物燃料電池に適用可能な

植物の種類には限りがあるようです。

よく研究事例などで、

使われる環境は「水田」です。




植物型微生物燃料電池としては、

「イネ」
を使用すると、

高い発電能力を得られるそうです。




その他にも使える植物として、

アイリス、スパルティナなど

屋内植物、屋外植物ともに

いくつかあるようです。




あとはデメリットとして、

発電能力は植物の生命力に、

依存してしまう点があげられます。




光合成出来ない時間であれば、

有機物の供給はストップしますし、

枯れかけの植物では、

十分な量の有機物を

土壌に排出できないです。




以上!

植物を用いた微生物燃料電池の

原理と特徴のまとめでした。




最後まで読んでいただきありがとうございました。




こちらも参考になるかもしれません。

【底泥型微生物燃料電池の
嫌気性度合いによる発電への影響調査】

https://wireless-network.net/mfc-anaerobic/



-やってみた系/その他

Copyright© LoT ラブオンテック , 2020 All Rights Reserved Powered by STINGER.