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どらやきでドラえもんを動かそう

有機物を分解する微生物が“発電所”になる

2011年1月18日(火)

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 現在、微生物を利用した「微生物燃料電池」と「微生物太陽電池」の実現に向け、研究開発を進めているのが、東京大学・先端科学技術研究センターの橋本和仁教授をプロジェクトリーダーとする科学技術振興機構(JST)の「橋本光エネルギー変換システムプロジェクト」だ。

 ロボットであるドラえもんが、なぜ、どら焼きを食べて動くのか、疑問に思ったことはないだろうか。しかし、ドラえもんが「微生物燃料電池」で動いているとすれば、説明がつく。

 微生物燃料電池とは、その名の通り、微生物を使って発電する燃料電池のことだ。

「橋本光エネルギー変換システムプロジェクト」でリーダーを務める大学・先端科学技術研究センターの橋本和仁教授(左)と渡邉一哉特任准教授

 地球上には、実にさまざまな微生物が生息している。その中には、有機物を食べ、それを分解してエネルギーを得る際に、電流を発生させる微生物がいる。「電流発生菌」と呼ばれるものだ。この微生物を使って発電するのが微生物燃料電池である。

 そして、現在、微生物燃料電池との実用化と、その先の最終目標である「微生物太陽電池」の実現に向け、研究開発を進めているのが、東京大学・先端科学技術研究センターの橋本和仁教授をプロジェクトリーダーとする科学技術振興機構(JST)の「橋本光エネルギー変換システムプロジェクト」だ。

エサは生ゴミやビール工場の廃液など

 実は、電流発生菌の存在自体は約100年も前から知られていた。しかも、地中や水中などどこにでも生息しているごくありふれた生き物だ。そのため、これまで幾度となく、電流発生菌を使って発電しようという試みがなされてきた。しかし、電流密度が低いため、実用化には至らなかった。

 ところが、近年、遺伝子工学に代表される分子生物学の急速な進展に伴い、米国を中心に、微生物燃料電池の研究開発が、にわかに活況を呈してきている。電流発生菌の遺伝子を改変することで、電流密度を上げ、より多くの電流を発生させるようというわけだ。その結果、現在、微生物燃料電池は実用化の一歩手前まできている。どら焼きを食べて動くロボットも、あながちSFの世界だけの話ではなくなってきているのだ。

 電流発生菌の“エサ”は、生ゴミをはじめビール工場や染色工場の廃液など有機物であれば何でもいい。電流を発生すると同時に有機物が分解され、廃液が浄化されるので、廃液処理装置や下水処理装置として有望視されている。

 日本では、現在でも、下水の浄化に微生物が利用されている。しかし、既存の方法では、微生物に酸素を送り込む必要があり、そのために、総使用電力の約1%もの電力が使われている。しかも、使い終わった微生物はゴミとして廃棄され、焼却処分されている。その量たるや、年間数億トンに及ぶ。

 しかし、電流発生菌は酸素を必要としない。そのため、ここに微生物燃料電池を導入すれば、電気を使うどころか、逆に発電しながら下水を浄化することができ、しかもゴミも大幅に減らせる。一石二鳥にも三鳥にもなるのである。

 「とはいえ、遺伝子の改変は、“自然との共生”にはそぐわないやり方だ。我々はあくまでも、遺伝子改変をしない微生物燃料電池にこだわりたい」。橋本教授はこう語る。

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「どらやきでドラえもんを動かそう」の著者

山田 久美

山田 久美(やまだ・くみ)

科学技術ジャーナリスト

早稲田大学教育学部数学科出身。都市銀行システム開発部を経て現職。2005年3月、東京理科大学大学院修了(技術経営修士)。サイエンス&テクノロジー、技術経営関連の記事を中心に執筆活動を行っている。

※このプロフィールは、著者が日経ビジネスオンラインに記事を最後に執筆した時点のものです。

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