JP7212345B2 - Power-generating bacteria, microbial fuel cell using the same, and power generation method - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 第24回日本生物工学会九州支部沖縄大会、2017年12月9日 宮崎大学農学部応用生物科学科 修士論文発表会、2018年1月31日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law The 24th Okinawa Conference of the Society for Biotechnology, Japan, Kyushu Branch, December 9, 2017 Master's thesis presentation, Department of Applied Biological Sciences, Faculty of Agriculture, University of Miyazaki, January 31, 2018

本発明は、発電菌並びにそれを用いた微生物燃料電池及び発電方法に関する。本発明によれば、優れた微生物燃料電池を作製することが可能であり、効率よく発電することができる。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power-generating bacterium, a microbial fuel cell using the same, and a power generation method. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an excellent microbial fuel cell can be produced and power can be efficiently generated.

微生物燃料電池(Microbial fuel cell, MFC)とは、微生物の代謝能力を利用して、有機物などの化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置であり、廃棄物バイオマスなどからエネルギー回収を可能にする新技術として期待されている。図1に示したように、MFCはアノード(マイナス極)とカソード(プラス極)から成り、アノードでは、有機物が微生物により分解されて発生する電子を電極で回収する。回収された電子は外部回路を経てカソードにわたり、カソードではOと電子、H(アノードで有機物の分解の際に発生した)が反応してHOになる。MFCではこのアノード反応とカソード反応の電位差により電流が生じて電気エネルギーを得ることができる(特許文献1及び2)。 Microbial fuel cell (MFC) is a device that uses the metabolic ability of microorganisms to convert chemical energy such as organic matter into electrical energy.It is a new technology that enables energy recovery from waste biomass. is expected as As shown in FIG. 1, the MFC consists of an anode (negative electrode) and a cathode (positive electrode). At the anode, electrons generated by decomposition of organic matter by microorganisms are collected by electrodes. The collected electrons pass through an external circuit to the cathode, where O 2 , electrons, and H + (generated during the decomposition of organic matter at the anode) react to form H 2 O. In MFC, electric current is generated by the potential difference between the anodic reaction and the cathodic reaction, and electric energy can be obtained (Patent Documents 1 and 2).

特開2017-69019号公報JP 2017-69019 A 特開2017-188196号公報JP 2017-188196 A

本発明者は、畜産廃棄物又は焼酎粕を燃料として用いる微生物燃料電池を開発してきた(特許文献1及び2)。これらの微生物燃料電池は、バイオマス廃棄物を用いて発電可能であり、再生可能エネルギーの利用として有用であるが、これらのバイオマス廃棄物を利用した高い出力を有し、そして効率的な発電方法の開発が期待されている。
本発明の目的は、高い出力を有し、そして効率的な微生物燃料電池及び発電方法を提供することである。
The present inventor has developed a microbial fuel cell using livestock waste or shochu lees as fuel (Patent Documents 1 and 2). These microbial fuel cells can generate electricity using biomass waste, and are useful as renewable energy. Expected to be developed.
It is an object of the present invention to provide a high power and efficient microbial fuel cell and power generation method.

本発明者は、高い出力を有し、そして効率的な微生物燃料電池及び発電方法について、鋭意研究した結果、驚くべきことに、発電菌として、クロストリジウム・ニューエンス(Clostridium neuense)用いることにより、高い出力を有する微生物燃料電池を作製することが可能であり、効率的な発電が可能であることを見出した。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
従って、本発明は、
[1]微生物燃料電池による発電方法であって、発電開始時における、微生物燃料電池に含まれる細菌に対するクロストリジウム・ニューエンス(Clostridium neuense)の含有率が2%以上である、前記発電方法、
[2]クロストリジウム・ニューエンスを、有機物を含む電解液に添加する工程を含む、[1]に記載の発電方法、
[3]前記微生物燃料電池における有機物を含む電解液のpHが3.9~9.0である、[1]又は[2]に記載の発電方法、
[4]前記有機物が焼酎粕である、[1]~[3]のいずれかに記載の発電方法、
[5]前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、[1]~[4]のいずれかに記載の発電方法、
[6]前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、[1]~[5]のいずれかに記載の発電方法、
[7]配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンス、
[8]受託番号NITE P-02709である[7]に記載のクロストリジウム・ニューエンス、
[9]有機物及びクロストリジウム・ニューエンスを含む微生物燃料組成物であって、燃料組成物に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である、微生物燃料組成物、
[10]前記有機物が焼酎粕である、[9]に記載の微生物燃料組成物、
[11]前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、[9]又は[10]に記載の微生物燃料組成物、
[12]前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、[9]又は[10]に記載の微生物燃料組成物、
[13]有機物を燃料として、発電菌により発電する微生物燃料電池であって、発電開始前に、微生物燃料電池に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である、微生物燃料電池、
[14]前記有機物が焼酎粕である、[13]に記載の微生物燃料電池、
[15]前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、[13]又は[14]に記載の微生物燃料電池、
[16]前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、[13]~[15]のいずれかに記載の微生物燃料電池、
に関する。
As a result of intensive research on microbial fuel cells and power generation methods that have high output and are efficient, the present inventors have surprisingly found that, by using Clostridium neuense as a power generating bacterium, high We have found that it is possible to fabricate a microbial fuel cell with output and that efficient power generation is possible.
The present invention is based on these findings.
Accordingly, the present invention provides
[1] A power generation method using a microbial fuel cell, wherein the content of Clostridium neuense relative to the bacteria contained in the microbial fuel cell is 2% or more at the start of power generation.
[2] The power generation method according to [1], which includes the step of adding Clostridium nuens to an electrolyte solution containing an organic substance,
[3] The power generation method according to [1] or [2], wherein the pH of the electrolyte containing organic matter in the microbial fuel cell is 3.9 to 9.0,
[4] The power generation method according to any one of [1] to [3], wherein the organic matter is shochu lees,
[5] The power generation method according to any one of [1] to [4], wherein the Clostridium nuens is a Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2;
[6] The power generation method according to any one of [1] to [5], wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709;
[7] Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2;
[8] Clostridium nuens according to [7], which has accession number NITE P-02709;
[9] A microbial fuel composition containing an organic matter and Clostridium nuens, wherein the content of Clostridium nuens is 2% or more relative to the number of bacteria contained in the fuel composition,
[10] The microbial fuel composition according to [9], wherein the organic matter is shochu lees,
[11] The microbial fuel composition according to [9] or [10], wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens containing 16S rDNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2;
[12] The microbial fuel composition according to [9] or [10], wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709;
[13] A microbial fuel cell that uses an organic matter as a fuel to generate electricity using power-generating bacteria, wherein the content of Clostridium nuens is 2% or more relative to the number of bacteria contained in the microbial fuel cell before the start of power generation. , microbial fuel cells,
[14] The microbial fuel cell according to [13], wherein the organic matter is shochu lees,
[15] The microbial fuel cell of [13] or [14], wherein the Clostridium nuens is a Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2;
[16] The microbial fuel cell according to any one of [13] to [15], wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709;
Regarding.

本発明の発電方法によれば、高出力で発電することができる。また、クロストリジウム・ニューエンスを用いることにより、高い出力を有する微生物燃料電池を作製することが可能であり、効率的に微生物を用いて発電することができる。本発明の微生物燃料組成物は、クロストリジウム・ニューエンスを含むことにより、微生物燃料電池の燃料として、効率的な発電を行うことができる。更に、本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、優れた高い出力の微生物発電を行うことができる。また、クロストリジウム・ニューエンスを用いることにより、焼酎粕などの酸性の酸秒廃棄物を効率よく処理(分解)することができる。 According to the power generation method of the present invention, power can be generated at high output. Also, by using Clostridium nuens, it is possible to produce a microbial fuel cell with high output, and to efficiently generate power using microorganisms. By containing Clostridium nuens, the microbial fuel composition of the present invention can efficiently generate power as a fuel for a microbial fuel cell. Furthermore, the Clostridium nuens of the present invention is capable of excellent high-output microbial power generation. In addition, by using Clostridium nuens, it is possible to efficiently treat (decompose) acidic waste such as shochu lees.

微生物燃料電池の原理を示した図である。1 is a diagram showing the principle of a microbial fuel cell; FIG. 典型的な1槽型MFCを示した図である。1 is a diagram showing a typical single-tank MFC; FIG. 典型的な2槽型MFCを示した図である。1 is a diagram showing a typical two-vessel MFC; FIG. カセット電極の構造(A)並びにカセット電極MFCの概略図及び写真(B)を示した図である。It is the figure which showed the structure (A) of a cassette electrode, the schematic of cassette electrode MFC, and the photograph (B). 焼酎粕を用いた微生物燃料電池の約90日間の電力密度の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the power density of the microbial fuel cell using the shochu lees for about 90 days. 焼酎粕を用いた微生物燃料電池の0~20日目までのpH変化を示したグラフである。It is a graph showing pH changes from 0 to 20 days in a microbial fuel cell using shochu lees. グルコースを電子供与体として用いたNBGF培地におけるSDL48株の生育を示した写真(B)である。(A)は、SDL48株が植菌されていない陰性コントロールを示す。FIG. 2B is a photograph (B) showing the growth of the SDL48 strain in the NBGF medium using glucose as an electron donor. (A) shows a negative control in which the SDL48 strain was not inoculated. SDL48株を用いた微生物燃料電池を示した写真(A)及びそれを用いた発電における電圧変化を示したグラフ(B)である。It is the photograph (A) which showed the microbial fuel cell using SDL48 stock|strain, and the graph (B) which showed the voltage change in the electric power generation using the same. 焼酎粕原液のペレット(1)、焼酎粕原液(CODcr濃度73g/L)MFCのアノードバイオフィルム(2)、焼酎粕原液の電解液(3)、CODcr濃度10g/Lのアノードバイオフィルム(4)、CODcr濃度10g/Lの電解液(5)の微生物叢の解析の結果を示したグラフである。Pellets of shochu lees undiluted solution (1), shochu lees undiluted solution (COD cr concentration 73 g / L) MFC anode biofilm (2), electrolyte of shochu lees undiluted solution (3), COD cr concentration 10 g / L anode biofilm ( 4), a graph showing the results of analysis of the microflora of the electrolytic solution (5) with a COD cr concentration of 10 g/L.

[1]発電方法
本発明の微生物燃料電池による発電方法は、発電開始時における、微生物燃料電池に含まれる細菌に対するクロストリジウム・ニューエンス(Clostridium neuense)の含有率が2%以上である。
[1] Power Generation Method In the power generation method using the microbial fuel cell of the present invention, the content of Clostridium neuense relative to the bacteria contained in the microbial fuel cell is 2% or more at the start of power generation.

《微生物燃料電池》
本発明における微生物燃料電池(Microbial fuel cell;以下、MFCと称することがある)とは、微生物の代謝能力を利用して、有機物などの化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置(微生物燃料発電装置)である。本発明の発電方法で用いられる微生物燃料電池は、発電菌としてクロストリジウム・ニューエンスを含む限りにおいて、特に限定されるものではないが、例えば2槽型MFC又は1槽型MFCが挙げられる。
代表的な2槽型MFCの一例を、図2を用いて説明する。2槽型MFCにおいて、2槽の内の1槽(アノード槽)は嫌気的で、電気化学的に活性な細菌が生育し、電極にバイオフィルムが形成される。具体的には、有機物を含む電解液と発電菌を含み、発電菌が有機物を分解することによって、電子が生成されている。他方の1槽(カソード槽)には、カソードが入っており、電解液が空気(酸素)によって曝気されている。アノード槽とカソード槽の2槽はプロトン交換膜によって仕切られている。
1槽型MFCの一例を図3を用いて説明する。1槽型MFCは、エアカソードと呼ばれる膜タイプのカソードが使用される。エアカソードは空気中の酸素と直接反応するため、2槽型MFCと違い、曝気の必要がない。また、1槽型MFCは、プロトン交換膜を用いずに作製することも可能であり、プロトン交換膜を使用しない1槽型MFCは内部抵抗を低くすることができる。そのため、2層型MFCにと比較すると、高い出力を得ることができる。例えば、図3に示すように、カセット電極を、平たんなカソードボックス(エアカソードが両側に設置されている)の両極にプロトン交換膜とグラファイトフェルト(アノード)が順に取り付けてある構造とし、1層型MFCが2つ(アノードとカソードが2対)合わさった形状としてもよい。アノードに有機物を含む電解液が接触し、発電菌が有機物を分解する過程で生じた電子を電極に伝達することにより、発電が起こる。カセット電極はリアクターに差し込むだけで発電ができ、大きさ、形状、及び数を、適宜、変更することができる。本発明の発電方法に用いる微生物燃料電池には、小型の微生物燃料電池から、大規模な微生物燃料発電装置が含まれる。
《Microbial fuel cell》
The microbial fuel cell (hereinafter sometimes referred to as MFC) in the present invention is a device that converts chemical energy such as organic matter into electrical energy using the metabolic ability of microorganisms (microbial fuel power generation device). is. The microbial fuel cell used in the power generation method of the present invention is not particularly limited as long as it contains Clostridium nuens as the power generating bacterium.
An example of a typical two-chamber MFC will be described with reference to FIG. In the two-chamber MFC, one of the two tanks (the anode tank) is anaerobic, where electrochemically active bacteria grow and biofilms are formed on the electrodes. Specifically, it contains an electrolyte solution containing an organic matter and power-generating bacteria, and electrons are generated by the decomposition of the organic matter by the power-generating bacteria. The other tank (cathode tank) contains the cathode and the electrolyte is aerated with air (oxygen). The two tanks, the anode tank and the cathode tank, are separated by a proton exchange membrane.
An example of the one-chamber MFC will be described with reference to FIG. A single-chamber MFC uses a membrane-type cathode called an air cathode. Since the air cathode directly reacts with oxygen in the air, there is no need for aeration unlike the two-vessel MFC. In addition, the single-chamber MFC can also be produced without using a proton exchange membrane, and the single-chamber MFC that does not use a proton exchange membrane can have a low internal resistance. Therefore, compared to a two-layer MFC, a higher output can be obtained. For example, as shown in FIG. 3, the cassette electrode has a structure in which a proton exchange membrane and a graphite felt (anode) are attached in order to both electrodes of a flat cathode box (air cathodes are installed on both sides). A shape in which two layered MFCs (two pairs of anodes and cathodes) are combined may be used. Electricity is generated by contacting the anode with an electrolyte solution containing organic matter and transferring electrons generated in the process of decomposition of the organic matter by power generating bacteria to the electrode. The cassette electrodes can generate electricity simply by being inserted into the reactor, and the size, shape, and number can be changed as appropriate. The microbial fuel cell used in the power generation method of the present invention includes small microbial fuel cells to large-scale microbial fuel power generators.

《クロストリジウム・ニューエンス》
本発明の発電方法に用いられるクロストリジウム・ニューエンスは、有機物を分解して電子を発生できる限りにおいて、特に限定されるものではない。しかしながら、配列番号1~4のいずれかで表される塩基配列と、99%以上の相同性の塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム属の菌が好ましい。通常、99%以上の相同性の16SrDNAを有する細菌は、同じ種の細菌と見做される。例えば、Clostridium neuense G1(Zhao et al., 2017)、又はClostridium sp. JCM8022は、後述のSDL48株の16SrDNAの塩基配列に対して99%以上の相同性を有しており、本発明の発電方法において用いることができる。Clostridium neuense G1の16SrDNAの塩基配列を配列番号3に、Clostridium sp. JCM8022の16SrDNAの塩基配列を配列番号4に示す。本明細書において、相同性とは、2つのヌクレオチドの間の同一性の程度を指す。また、本発明の発電方法に用いられるクロストリジウム・ニューエンスは、好ましくは受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである。
《Clostridium nuens》
Clostridium nuens used in the power generation method of the present invention is not particularly limited as long as it can decompose organic substances and generate electrons. However, Clostridium bacteria containing 16S rDNA having a nucleotide sequence homology of 99% or more with the nucleotide sequence represented by any one of SEQ ID NOs: 1 to 4 are preferred. Bacteria with 16S rDNA homology of 99% or more are generally considered to be of the same species. For example, Clostridium neuense G1 (Zhao et al., 2017) or Clostridium sp. JCM8022 has 99% or more homology to the 16S rDNA nucleotide sequence of the SDL48 strain described below, and the power generation method of the present invention can be used in The 16S rDNA nucleotide sequence of Clostridium neuense G1 is shown in SEQ ID NO:3, and the 16S rDNA nucleotide sequence of Clostridium sp. JCM8022 is shown in SEQ ID NO:4. As used herein, homology refers to the degree of identity between two nucleotides. In addition, Clostridium nuens used in the power generation method of the present invention is preferably Clostridium nuens with accession number NITE P-02709.

《クロストリジウム・ニューエンスの含有率》
本発明の発電方法におけるクロストリジウム・ニューエンスの含有率は、発電開始時において2%以上であり、好ましくは3%以上であり、より好ましくは5%以上であり、更に好ましくは10%以上である。さらに、ある態様においては、クロストリジウム・ニューエンスの含有率は、20%以上であり、30%以上であり、40%以上であり、50%以上であり、60%以上であり、70%以上であり、80%以上であり、又は90%以上である。本発明の発電方法においては、発電菌であるクロストリジウム・ニューエンスの発電開始時における含有率を増加させることにより、高出力で、且つ効率よく発電することができる。
クロストリジウム・ニューエンスの含有率を増加させる方法は、特に限定されないが、例えば微生物燃料電池に培養したクロストリジウム・ニューエンスを添加すればよい。発電に用いる燃料の有機物としては、後述のように焼酎粕、ワイン粕、ウイスキー粕、又は畜産廃棄物などを用いることができる。これらの焼酎粕、ワイン粕、ウイスキー粕、又は畜産廃棄物などの燃料は、発電菌以外の細菌も含んでいるが、発電開始時において、発電菌であるクロストリジウム・ニューエンスの含有量を増加させることによって、効率的に発電することができる。また、燃料として細菌を含まない有機物(滅菌された有機物、又は精製若しくは合成された有機物)を用いることもできるが、このような有機物に、クロストリジウム・ニューエンスを添加することによって発電を行うことができる。なお、焼酎粕におけるクロストリジウム属の細菌の優占率は、1.1%である。
<<Content rate of Clostridium nuens>>
The content of Clostridium nuens in the power generation method of the present invention is 2% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and still more preferably 10% or more at the start of power generation. . Furthermore, in certain embodiments, the content of Clostridium nuens is 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more Yes, 80% or more, or 90% or more. In the power generation method of the present invention, high-output and efficient power generation can be achieved by increasing the content of Clostridium nuens, a power-generating bacterium, at the start of power generation.
Although the method for increasing the content of Clostridium nuens is not particularly limited, for example, cultured Clostridium nuens may be added to the microbial fuel cell. As the organic matter of the fuel used for power generation, shochu lees, wine lees, whiskey lees, or livestock waste can be used as described later. These fuels such as shochu lees, wine lees, whiskey lees, and livestock wastes contain bacteria other than power-generating bacteria, but at the start of power generation, the power-generating bacteria Clostridium nuens content increases. By doing so, it is possible to efficiently generate power. In addition, it is also possible to use organic substances that do not contain bacteria (sterilized organic substances, or purified or synthesized organic substances) as fuel, and electricity can be generated by adding Clostridium nuens to such organic substances. can. In addition, the dominance rate of bacteria belonging to the genus Clostridium in shochu lees is 1.1%.

クロストリジウム・ニューエンスの含有率の測定方法は、特に限定されるものではないが、例えば微生物叢解析方法によって、クロストリジウム・ニューエンスの含有率を測定することができる。具体的には、微生物燃料電池に含まれる発電菌を含む燃料(有機物)をサンプリングし、16SrRNA遺伝子(16SrDNA)の、例えばV4-V5領域(420bp)をPCRにより増幅し、そして塩基配列をシークエンス解析により決定する。得られた16SrDNAの塩基配列を、クラスタリング解析により分類することによって、含まれる細菌の種類の同定、及び含有率を決定することができる。含有率の精度を向上させるために、サンプリングしたいくつかの試料を混合して、解析を行うか、又はいくつかの試料を別々に解析したデータを平均することが好ましい。 Although the method for measuring the content of Clostridium nuens is not particularly limited, the content of Clostridium nuens can be measured, for example, by a microbiota analysis method. Specifically, the fuel (organic matter) containing the power generating bacteria contained in the microbial fuel cell is sampled, the 16S rRNA gene (16S rDNA), for example, the V4-V5 region (420 bp) is amplified by PCR, and the base sequence is sequence analyzed. determined by By classifying the obtained 16S rDNA base sequences by clustering analysis, the types of bacteria contained can be identified and the content can be determined. In order to improve the accuracy of the percentage content, it is preferable to combine several sampled samples for analysis or to average the data of several samples separately analyzed.

《有機物》
本発明の発電方法で使用する有機物は、クロストリジウム・ニューエンスによって分解できる限り化合物を含む限りにおいて特に限定されるものではなく、焼酎粕、ワイン粕、ウイスキー粕、又は畜産廃棄物が挙げられる。
前記有機物は、限定されるものではないが、有機酸を含む有機物が好ましい。有機酸としては、限定されるものではないが、カルボン酸を挙げることができ、例えば飽和脂肪酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、又は酪酸)、不飽和脂肪酸(例えば、オレイン酸、リノール酸、又はリノレン酸)、ジカルボン酸(例えば、シュウ酸、マロン酸、又はコハク酸)、芳香族カルボン酸(例えば、安息香酸又はフタル酸)、トリカルボン酸(例えば、アニコット酸)、ヒドロキシ酸(例えば、乳酸、クエン酸、又はリンゴ酸)、オキソカルボン酸(例えば、ピルビン酸)が挙げられる。
"organic matter"
The organic matter used in the power generation method of the present invention is not particularly limited as long as it contains a compound that can be decomposed by Clostridium nuens.
Although the organic matter is not limited, an organic matter containing an organic acid is preferable. Organic acids can include, but are not limited to, carboxylic acids such as saturated fatty acids (eg, formic acid, acetic acid, propionic acid, or butyric acid), unsaturated fatty acids (eg, oleic acid, linoleic acid, or linolenic acid), dicarboxylic acids (e.g. oxalic acid, malonic acid, or succinic acid), aromatic carboxylic acids (e.g. benzoic acid or phthalic acid), tricarboxylic acids (e.g. anicotic acid), hydroxy acids (e.g. lactic acid , citric acid, or malic acid), oxocarboxylic acids (eg, pyruvic acid).

前記焼酎粕は、例えば、芋、麦、米又は蕎麦の焼酎を製造する過程で発生した焼酎粕である。焼酎粕の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、仕込み粕(生粕、糖化粕)、余剰酵母などを挙げることができる。これらの中でも、生粕が好ましい。また、焼酎粕は、乾燥されていてもよい。
前記ビール粕は、大麦の麦芽を用いてビールを製造する過程で発生したビール粕である。ビール粕の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、仕込み粕(生粕、糖化粕)、余剰酵母などを挙げることができる。これらの中でも、生粕が好ましい。また、ビール粕は、乾燥されていてもよい。
The said shochu-liquor lees are the shochu-liquor lees generated in the process of manufacturing the shochu-liquor of potato, barley, rice, or buckwheat, for example. The type of shochu lees is not particularly limited, but examples thereof include lees from preparation (raw lees, saccharification lees) and surplus yeast. Among these, raw lees are preferred. Moreover, the shochu lees may be dried.
The brewer's lees is brewer's lees generated in the process of producing beer using malted barley. The type of beer lees is not particularly limited, but examples include brewer's lees (raw lees, saccharified lees), surplus yeast, and the like. Among these, raw lees are preferred. Also, the beer lees may be dried.

有機物を含む電解液のpHは、クロストリジウム・ニューエンスが有機物を分解できる限りにおいて、特に限定されるものではないが、酸性から中性が好ましい。例えば、有機物を含む電解液のpHの下限は、好ましくはpH3.9であり、より好ましくはpH4.0である。また、電解液のpHの上限は、特に限定されるものではないが、例えばpH9.0であり、好ましくはpH8.5であり、より好ましくはpH8.0であり、更に好ましくはpH7.5であり、最も好ましくはpH7.0である。前記のpHの範囲であることにより、クロストリジウム・ニューエンスは効率的に、有機物を分解し、そして電子を発生させることができる。 The pH of the electrolyte containing organic matter is not particularly limited as long as Clostridium nuens can decompose the organic matter, but it is preferably acidic to neutral. For example, the lower limit of the pH of the electrolytic solution containing organic matter is preferably pH 3.9, more preferably pH 4.0. The upper limit of the pH of the electrolytic solution is not particularly limited, but is, for example, pH 9.0, preferably pH 8.5, more preferably pH 8.0, and still more preferably pH 7.5. Yes, most preferably pH 7.0. Due to the above pH range, Clostridium nuens can efficiently decompose organic matter and generate electrons.

《添加工程》
本発明の発電方法においては、微生物燃料電池(有機物)にクロストリジウム・ニューエンスに添加する工程を含んでもよい。すなわち、この添加工程によって、微生物燃料電池における細菌中のクロストリジウム・ニューエンスの含有量を2%以上としてもよい。
クロストリジウム・ニューエンスは、アノードが含まれる電解槽に添加すればよい。また、例えばアノードに接触する有機物を含む電解液に添加することもできる。また、有機物に添加し、有機物を含む電解液とすることもできる。
添加するクロストリジウム・ニューエンスは、予め培地で培養し、そして増殖したものを用いることができる。クロストリジウム・ニューエンスの培養に用いる培地としては、2xYTG培地、又はNBAF培地が挙げられる。
《Addition process》
The power generation method of the present invention may include a step of adding Clostridium nuens to the microbial fuel cell (organic matter). That is, this addition step may increase the content of Clostridium nuens in bacteria in the microbial fuel cell to 2% or more.
Clostridium nuens may be added to the electrolytic cell containing the anode. It can also be added, for example, to an electrolyte solution containing an organic substance that contacts the anode. Alternatively, it can be added to an organic substance to form an electrolytic solution containing the organic substance.
The Clostridium nuens to be added can be previously cultured in a medium and grown. The medium used for culturing Clostridium nuens includes 2xYTG medium or NBAF medium.

《化学的酸素要求量》
本発明の発電方法においては、CODCr(化学的酸素要求量)を一定の範囲に維持することが好ましい。CODCrは、試料中の被酸化性物質量を一定の条件下で酸化剤により酸化し、その際使用した酸化剤の量から酸化に必要な酸素量を求めて換算したものである(単位:mg/L)。
例えばCODCrが5,000~20,000mg/Lである電解液を用いることにより、高い出力を得ることができる。また、COD(化学的酸素要求量)除去率も比較的高く維持することができ、適度な範囲とすることができる。CODCrは、好ましくは5,000~20,000mg/Lであり、より好ましくは、7,000~12,000mg/Lである。
発電開始前の電解液のCODCrを5,000~20,000mg/Lとするためには、前記有機物を含む液を、希釈又は濃縮してCODCrが5,000~20,000mg/Lの範囲の電解液を調製すればよい。希釈液としては、限定されるものではないが、水、又は有機溶媒(例えば、アルコール)を挙げることができる。電解液は、必要に応じて添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、微生物の生育に有利に働く栄養剤、pH調整剤などが挙げられる。
《Chemical Oxygen Demand》
In the power generation method of the present invention, it is preferable to maintain COD Cr (Chemical Oxygen Demand) within a certain range. COD Cr is obtained by oxidizing the amount of oxidizable substances in a sample with an oxidizing agent under certain conditions and calculating the amount of oxygen required for oxidation from the amount of the oxidizing agent used at that time (unit: mg/L).
For example, a high output can be obtained by using an electrolytic solution having a COD Cr of 5,000 to 20,000 mg/L. Also, the COD (Chemical Oxygen Demand) removal rate can be maintained at a relatively high level and within a moderate range. COD Cr is preferably 5,000 to 20,000 mg/L, more preferably 7,000 to 12,000 mg/L.
In order to make the COD Cr of the electrolytic solution before the start of power generation 5,000 to 20,000 mg/L, the liquid containing the organic matter is diluted or concentrated to obtain a COD Cr of 5,000 to 20,000 mg/L. An electrolytic solution within the range may be prepared. Diluents can include, but are not limited to, water or organic solvents (eg, alcohols). The electrolytic solution may contain additives as necessary. Additives include, for example, nutrients that favor the growth of microorganisms, pH adjusters, and the like.

本発明の発電方法においては、発電中においてCODCrを5,000~20,000mg/Lに維持することが好ましいが、この範囲以外で発電を行っても、本発明の発電方法に含まれる。
CODCrを5,000~20,000mg/Lに維持するために、有機物を電解液に加える、又は有機物を含む電解液を交換することができる。微生物燃料電池においては、発電菌が有機物を分解することによって、CODCrが低下する。有機物を電解液に添加すること、又は交換することによって、CODCrを上昇させることができる。場合によっては、微生物燃料電池の所定量(例えば容器内に入っている燃料の半量)の電解液を取り出してから、所定量(例えば取り除いた燃料に相当する量)の有機物を含む電解液を微生物燃料電池に加えてもよい。本明細書においては、発電の途中で電解液の半分程度を新たな有機物を含む電解液で置換する操作を「セミバッチ(semi-batch)処理」と称することがある。
また、添加する電解液は、微生物燃料電池から取り出した電解液を用いて調製してもよく、例えば、取り出した電解液に有機物を添加して、添加する電解液を調製することができる。添加する電解液として有機物自体を用いてもよく、前記のように有機物を含む電解液を用いてもよい。このセミバッチは、1回であってもよく、複数回であってもよく、その回数は特に制限されるものではない。
このセミバッチの他の形態としては、例えば、微生物燃料電池を運転しながら、微生物燃料電池の電解液のCODCrが5,000~20,000mg/Lの範囲内に実質的に保たれるように、所定の流量で電解液を微生物燃料電池から排出しつつ、所定の流量で添加する電解液を微生物燃料電池に流入させることもできる。
In the power generation method of the present invention, it is preferable to maintain COD Cr at 5,000 to 20,000 mg/L during power generation, but power generation outside this range is also included in the power generation method of the present invention.
To maintain COD Cr between 5,000 and 20,000 mg/L, organics can be added to the electrolyte or electrolytes containing organics can be replaced. In the microbial fuel cell, the COD Cr is reduced by the decomposition of organic matter by power-generating bacteria. COD Cr can be increased by adding or replacing organics to the electrolyte. In some cases, after removing a predetermined amount of electrolyte from the microbial fuel cell (for example, half the amount of fuel in the container), the electrolyte containing a predetermined amount of organic matter (for example, an amount corresponding to the removed fuel) is added to the microbial fuel cell. It may be added to a fuel cell. In this specification, the operation of replacing about half of the electrolytic solution with a new electrolytic solution containing an organic substance during power generation is sometimes referred to as "semi-batch processing".
The electrolytic solution to be added may be prepared using the electrolytic solution taken out from the microbial fuel cell. For example, the electrolytic solution to be added can be prepared by adding an organic substance to the electrolytic solution taken out. As the electrolytic solution to be added, the organic matter itself may be used, or the electrolytic solution containing the organic matter may be used as described above. This semi-batch may be performed once or multiple times, and the number of times is not particularly limited.
As another form of this semi-batch, for example, while operating the microbial fuel cell, the COD Cr of the electrolyte of the microbial fuel cell is substantially kept within the range of 5,000 to 20,000 mg / L. Alternatively, the electrolytic solution to be added may flow into the microbial fuel cell at a predetermined flow rate while the electrolytic solution is discharged from the microbial fuel cell at a predetermined flow rate.

本明細書において「運転中、CODCrが所定の範囲内に実質的に保たれる」とは、運転開始から運転停止までの運転期間のすべてにおいて、CODCrが必ず所定の範囲内に入っていることを要求するものではなく、本発明の効果である高い効率性が得られるようになる期間においてCODCrが所定の範囲内に保たれることを意味する。具体的には、運転期間の8割以上の期間においてCODCrが所定の範囲内に保たれることが好ましく、運転期間の9割以上の期間においてCODCrが所定の範囲内に保たれることがより好ましく、運転期間中の10割の期間においてCODCrが所定の範囲内に保たれることがさらに好ましい。なお、CODCrは、例えば市販のキット(COD kit(TNT822およびDR2800、Hach社製))により測定することができる。 As used herein, "COD Cr is substantially kept within a predetermined range during operation" means that COD Cr is always within a predetermined range during the entire operation period from the start of operation to the stop of operation. It means that COD Cr is kept within a predetermined range during the period in which high efficiency, which is the effect of the present invention, can be obtained. Specifically, it is preferable that the COD Cr is kept within a predetermined range for 80% or more of the operating period, and that the COD Cr is kept within a predetermined range for 90% or more of the operating period. is more preferable, and it is even more preferable that the COD Cr is kept within a predetermined range for 100% of the operating period. COD Cr can be measured, for example, using a commercially available kit (COD kit (TNT822 and DR2800, manufactured by Hach)).

[2]クロストリジウム・ニューエンス
本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含み、好ましくは受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである。本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、有機物を分解して、電子を発生するため、発電菌として用いることができる。また、配列番号2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスは、焼酎粕を燃料として発電することによって、微生物燃料電池内で優位に増殖する。従って、SDL48株と同じように、本明細書の実施例に従って、菌を分離することができる。
本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、Clostridium neuense G1(Zhao et al., 2017)、及びClostridium sp. JCM8022株の16SrDNAの塩基配列に対して99%以上の相同性を有しており、同じ種に分類される。
本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、本発明の「発電方法」、「微生物燃料組成物」及び「微生物燃料電池」の発電菌として用いることができる。
[2] Clostridium nuens The Clostridium nuens of the present invention contains 16S rDNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, and is preferably Clostridium nuens of accession number NITE P-02709. The Clostridium nuens of the present invention decomposes organic matter to generate electrons, so it can be used as a power-generating bacterium. In addition, Clostridium nuens containing the 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 proliferates predominantly in the microbial fuel cell by generating power using shochu lees as fuel. Therefore, like the SDL48 strain, the fungus can be isolated according to the examples herein.
Clostridium nuens of the present invention has 99% or more homology to the 16S rDNA nucleotide sequences of Clostridium neuense G1 (Zhao et al., 2017) and Clostridium sp. JCM8022 strain, and is the same species. being classified.
The Clostridium nuens of the present invention can be used as a power-generating bacterium in the "power generation method,""microbial fuel composition," and "microbial fuel cell" of the present invention.

[3]微生物燃料組成物
本発明の微生物燃料組成物は、有機物及び発電菌を含む微生物燃料組成物であって、燃料組成物に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である。本発明の微生物燃料組成物は、微生物燃料電池の燃料として用いることができる。
本発明の微生物燃料組成物におけるクロストリジウム・ニューエンスの含有率は、2%以上であり、好ましくは3%以上であり、より好ましくは5%以上であり、更に好ましくは10%以上である。さらに、ある態様においては、クロストリジウム・ニューエンスの含有率は、20%以上であり、30%以上であり、40%以上であり、50%以上であり、60%以上であり、70%以上であり、80%以上であり、又は90%以上である。本発明の微生物燃料組成物は、発電菌であるクロストリジウム・ニューエンスの含有率が高い。従って、本発明の微生物燃料組成物を用いた微生物燃料電池は高出力で、且つ効率よく発電することができる。また、本発明の微生物燃料組成物を用いた発電方法においても、高出力で、且つ効率的な発電ができる。
[3] Microbial fuel composition The microbial fuel composition of the present invention is a microbial fuel composition containing organic matter and power generating bacteria, and the content of Clostridium nuens relative to the number of bacteria contained in the fuel composition is 2% or more. The microbial fuel composition of the present invention can be used as a fuel for microbial fuel cells.
The content of Clostridium nuens in the microbial fuel composition of the present invention is 2% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and still more preferably 10% or more. Furthermore, in certain embodiments, the content of Clostridium nuens is 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more Yes, 80% or more, or 90% or more. The microbial fuel composition of the present invention has a high content of Clostridium nuens, which is a power-generating bacterium. Therefore, a microbial fuel cell using the microbial fuel composition of the present invention can generate power with high output and efficiency. Also, in the power generation method using the microbial fuel composition of the present invention, high-output and efficient power generation can be achieved.

また、本発明の微生物燃料組成物に含まれる「発電菌」としては、クロストリジウム・ニューエンスが挙げられるが、クロストリジウム・ニューエンス以外の発電菌を含んでもよい。クロストリジウム・ニューエンス以外の発電菌としては、硫酸還元菌、硝酸還元菌、硫黄還元菌、鉄還元菌、二酸化マンガン還元菌、又は脱塩素菌が挙げられ、具体的には、Geobacter属、又はShewanella属の発電菌が挙げられる。 In addition, the "power generating bacteria" contained in the microbial fuel composition of the present invention includes Clostridium nuens, but power generating bacteria other than Clostridium nuens may also be included. Examples of power-generating bacteria other than Clostridium nuens include sulfate-reducing bacteria, nitrate-reducing bacteria, sulfur-reducing bacteria, iron-reducing bacteria, manganese dioxide-reducing bacteria, and dechlorinating bacteria. genus power-generating bacteria.

本発明の微生物燃料組成物における「クロストリジウム・ニューエンス」は、前記「[1]発電方法」の項に記載のクロストリジウム・ニューエンスである。
本発明の微生物燃料組成物における「有機物」は、前記「[1]発電方法」の項に記載の有機物を用いることができる。
本発明の微生物燃料組成物における「クロストリジウム・ニューエンスの含有率」を増加させる方法、又は「クロストリジウム・ニューエンスの含有率の測定方法」などは、前記「[1]発電方法」の項に記載に準じて実施することができる。
The "Clostridium nuens" in the microbial fuel composition of the present invention is the Clostridium nuens described in the section "[1] Power generation method".
As the “organic matter” in the microbial fuel composition of the present invention, the organic matter described in the section “[1] Electric power generation method” can be used.
The method for increasing the "Clostridium nuens content" or the "measurement method for the Clostridium nuens content" in the microbial fuel composition of the present invention are described in the above "[1] Power generation method" section. can be implemented according to

[4]微生物燃料電池
本発明の微生物燃料電池は、発電菌により発電する微生物燃料電池であって、発電開始前において、微生物燃料電池に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である。本発明の微生物燃料電池は、前記「[1]発電方法」の項に記載の微生物燃料電池である。
[4] Microbial fuel cell The microbial fuel cell of the present invention is a microbial fuel cell that generates power using power generating bacteria, and the content of Clostridium nuens relative to the number of bacteria contained in the microbial fuel cell before the start of power generation is 2% or more. The microbial fuel cell of the present invention is the microbial fuel cell described in the section "[1] Power generation method".

本発明の微生物燃料電池におけるクロストリジウム・ニューエンスの含有率は、2%以上であり、好ましくは3%以上であり、より好ましくは5%以上であり、更に好ましくは10%以上である。さらに、ある態様においては、クロストリジウム・ニューエンスの含有率は、20%以上であり、30%以上であり、40%以上であり、50%以上であり、60%以上であり、70%以上であり、80%以上であり、又は90%以上である。本発明の微生物燃料電池は、発電菌であるクロストリジウム・ニューエンスの含有率が高い。従って、本発明の微生物燃料電池は高出力で、且つ効率よく発電することができる。 The content of Clostridium nuens in the microbial fuel cell of the present invention is 2% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and still more preferably 10% or more. Furthermore, in certain embodiments, the content of Clostridium nuens is 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more Yes, 80% or more, or 90% or more. The microbial fuel cell of the present invention has a high content of Clostridium nuens, which is a power-generating bacterium. Therefore, the microbial fuel cell of the present invention can generate power with high output and efficiency.

本発明の微生物燃料電池における「クロストリジウム・ニューエンス」は、前記「[1]発電方法」の項に記載のクロストリジウム・ニューエンスである。
本発明の微生物燃料電池における「有機物」は、前記「[1]発電方法」の項に記載の有機物を用いることができる。
本発明の微生物燃料電池における「クロストリジウム・ニューエンスの含有率」を増加させる方法、又は「クロストリジウム・ニューエンスの含有率の測定方法」などは、前記「[1]発電方法」の項に記載に準じて実施することができる。
本発明の微生物燃料電池においては、クロストリジウム・ニューエンスを微生物燃料電池に添加して、クロストリジウム・ニューエンスの含有率を2%以上とすることができるが、添加の方法は前記「[1]発電方法」の項の「添加工程」に準じて実施することができる。
本発明の微生物燃料電池を用いて発電を行う場合、化学的酸素要求量を一定の範囲に維持することが好ましいが、この操作は前記「[1]発電方法」の項の「化学的酸素要求量」に準じて実施することができる。
The "Clostridium nuens" in the microbial fuel cell of the present invention is the Clostridium nuens described in the section "[1] Power generation method".
As the “organic matter” in the microbial fuel cell of the present invention, the organic matter described in the above “[1] Power generation method” can be used.
The method for increasing the "Clostridium nuens content" or the "Method for measuring the Clostridium nuens content" in the microbial fuel cell of the present invention is described in the above "[1] Power generation method" section. It can be implemented according to
In the microbial fuel cell of the present invention, Clostridium nuens can be added to the microbial fuel cell to increase the content of Clostridium nuens to 2% or more. It can be carried out according to the "Adding step" in the "Method" section.
When power is generated using the microbial fuel cell of the present invention, it is preferable to maintain the chemical oxygen demand within a certain range. amount”.

《作用》
本発明のクロストリジウム・ニューエンス及び本発明の発電方法等に用いるクロストリジウム・ニューエンスは、例えば焼酎粕を燃料として用いる微生物燃料電池において、発電菌として働き、他の細菌に対して優位に増殖する。クロストリジウム・ニューエンスが、他の細菌に対して優位に増殖するメカニズムは、詳細に調べられているわけではないが、以下のように推定される。しかしながら、本発明は、以下の推定によって限定されるものではない。焼酎粕を燃料として用いる微生物燃料電池においては、クエン酸などの有機酸濃度が高いため、pHが低くなる。そのため、低pH環境下で増殖することのできるクロストリジウム・ニューエンスが優位に増殖できると考えられる。更に、微生物燃料電池においては、クロストリジウム・ニューエンスがクエン酸などを分解して産生した電子をアノードが回収し、カソードに移動させる。クロストリジウム・ニューエンスは、このようなアノードに自身の産生した電子が回収される微生物電池の環境下で、優位に増殖できると考えられる。従って、pHの低い焼酎粕などを用いた微生物燃料電池においては、クロストリジウム・ニューエンスが優位に増殖するものと推定される。
《Action》
The Clostridium nuens of the present invention and the Clostridium nuens used in the power generation method and the like of the present invention act as power-generating bacteria in, for example, a microbial fuel cell using shochu lees as fuel, and proliferate dominantly over other bacteria. Although the mechanism by which Clostridium nuens proliferates dominantly over other bacteria has not been investigated in detail, it is presumed as follows. However, the present invention is not limited by the following assumptions. In a microbial fuel cell using shochu lees as fuel, the concentration of organic acids such as citric acid is high, resulting in a low pH. Therefore, it is considered that Clostridium nuens, which can grow in a low pH environment, can grow preferentially. Furthermore, in the microbial fuel cell, the anode collects electrons produced by Clostridium nuens by decomposing citric acid or the like and transfers them to the cathode. Clostridium nuens is believed to be able to grow favorably in the environment of a microbial battery in which the electrons produced by itself are recovered at such an anode. Therefore, it is presumed that Clostridium nuens proliferates predominantly in a microbial fuel cell using shochu lees with a low pH.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention.

《参考例1》
本参考例では、焼酎粕を用いた微生物燃料電池を用いて、約3カ月発電を行った。
微生物燃料電池は、Simoyamaらの方法に従って作製した(Simoyama et al., 2008; Inoue et al., 2013)。図5にカセット電極の構造(図5A)及びカセット電極MFCの概略図及び写真(図5B)を示す。
焼酎粕は、有限会社渡邊酒造(宮崎、日本)で芋焼酎製造において蒸留後に排出された焼酎粕を使用した。芋焼酎粕は、実験に使用するまで、-20℃で冷凍保存した。焼酎粕原液のCODcr濃度は73g/L、pHは4.1であった。
<<Reference example 1>>
In this reference example, power generation was performed for about three months using a microbial fuel cell using shochu lees.
A microbial fuel cell was fabricated according to the method of Simoyama et al. (Simoyama et al., 2008; Inoue et al., 2013). FIG. 5 shows the structure of the cassette electrode (FIG. 5A) and the schematic diagram and photograph (FIG. 5B) of the cassette electrode MFC.
As shochu lees, shochu lees discharged after distillation in the production of sweet potato shochu at Watanabe Sake Brewery Co., Ltd. (Miyazaki, Japan) was used. The sweet potato shochu lees were stored frozen at -20°C until use in the experiment. The shochu lees undiluted solution had a COD cr concentration of 73 g/L and a pH of 4.1.

焼酎粕原液を超純水で希釈し、それぞれCODcr濃度0.5、1、5、10g/Lになるように調整して、各MFCに用いた。原液(CODcr濃度73g/L)は希釈をせず、芋焼酎粕をそのまま用いた。CODcr濃度0.5、1、5、1、73g/Lの焼酎粕を300mLずつ、カセット電極MFCに入れ、運転を開始した。具体的には、嫌気チャンバー内で350mLのメスシリンダーに、それぞれの300mLの焼酎粕を入れ、電極を挿入した。ヘッドスペースは、NとCOとの混合ガス(80:20)で置換してから密栓した。稙種源として、直前まで運転していた焼酎粕MFC(5倍希釈した焼酎粕を用いた)のアノードフェルトをPBSで懸濁し、遠心分離したペレットをさらにPBSで懸濁したものを1.0mLずつ添加した。電解液は600rpmで常時攪拌し、温度は30℃として約3か月間運転した。外部抵抗は初め、470Ωに設定し、電圧の変化に伴って330、又は200Ωなどに低下させた。35日目までは、電圧が上昇後、低下し始めたところでsemi-batch(電解液の体積の2分の1を新しい焼酎粕溶液と交換)を行った。35日目以降は約10日に1回のペースでsemi-batchを行った。
0.5g/Lについては出力が著しく低かったため、24日目に20g/Lの焼酎粕にすべて入れ替えた。
The shochu lees undiluted solution was diluted with ultrapure water and adjusted to have a COD cr concentration of 0.5, 1, 5, and 10 g/L, respectively, and used for each MFC. The undiluted solution (COD cr concentration: 73 g/L) was used as it was without diluting. 300 mL each of shochu lees with COD cr concentrations of 0.5, 1, 5, 1, and 73 g/L was put into the cassette electrode MFC, and the operation was started. Specifically, each 300 mL of shochu lees was put into a 350 mL graduated cylinder in an anaerobic chamber, and an electrode was inserted. The headspace was replaced with a mixed gas of N2 and CO2 (80:20) and then sealed. As a seed source, the anode felt of the shochu lees MFC (using 5-fold diluted shochu lees) that had been operated immediately before was suspended in PBS, and the centrifuged pellet was further suspended in PBS to obtain 1.0 mL. added one by one. The electrolytic solution was constantly stirred at 600 rpm and operated at a temperature of 30° C. for about 3 months. The external resistance was initially set at 470 ohms and decreased to 330, 200 ohms, etc. as the voltage changed. Until the 35th day, when the voltage began to drop after rising, semi-batch (half the volume of the electrolytic solution was replaced with new shochu lees solution) was performed. After the 35th day, the semi-batch was performed once every 10 days.
Since the output of 0.5 g/L was remarkably low, it was all replaced with 20 g/L shochu lees on the 24th day.

図6に各CODcr濃度における電力密度の経日変化のグラフを示す。↓はsemi-batchを行った地点を示す。CODcr濃度0.5g/Lと1g/Lの焼酎粕を用いたMFCでは、運転中に電力密度が0.001W/mを超えることはなく、著しく出力が低かった。CODcr濃度0.5g/Lについては、24日目にCODcr濃度20g/Lの焼酎粕に全てMFCの電解液を入れ替えるbatch処理を行ったところ、高い発電がみられるようになった。運転開始から30日間の平均電力密度は、CODcr濃度1、5、10、20、73g/Lで、それぞれ0.0002、0.19、0.30、0.22、0.08W/mであり、CODcr濃度10g/Lのときに最も高い値を示した。CODcr濃度20g/Lは、24日目から54日目の平均電力密度を算出した。
また、図7に各CODcr濃度における、0~20日目までのpH変化を示す。CODcr濃度20g/Lに関しては示していない。全CODcr濃度における運転開始時のpHは4.3±0.14であった。
FIG. 6 shows a graph of the power density over time at each COD cr concentration. ↓ indicates the point where semi-batch was performed. In the MFC using shochu lees with a COD cr concentration of 0.5 g/L and 1 g/L, the power density did not exceed 0.001 W/m 3 during operation, and the output was significantly low. For the COD cr concentration of 0.5 g/L, a batch treatment was performed on the 24th day by replacing all the MFC electrolytic solution with the shochu lees having a COD cr concentration of 20 g/L, and high power generation was observed. The average power density for 30 days from the start of operation is 0.0002, 0.19, 0.30, 0.22 and 0.08 W/m 3 at COD cr concentrations of 1, 5, 10, 20 and 73 g/L, respectively. and showed the highest value when the COD cr concentration was 10 g/L. For the COD cr concentration of 20 g/L, the average power density from the 24th day to the 54th day was calculated.
In addition, FIG. 7 shows pH changes from 0 to 20 days at each COD cr concentration. Not shown for a COD cr concentration of 20 g/L. The start-up pH at all COD cr concentrations was 4.3±0.14.

《実施例1》
本実施例では、前記参考例1で発電を行った微生物燃料電池から、発電菌を分離した。
2×YTG寒天プレートに参考例1のCODcr濃度73g/Lで運転後のアノードバイオフィルムを1×PBSで100倍希釈したものを塗布した。生育したコロニーを別の2×YTG寒天プレートにストリークし、それを3回繰り返すことで、菌の単離を行った。
単離した菌を2×YTG液体培地に植菌した。単離した菌は、2×YTG培地において、旺盛に生育した。生育すると培地は黄白色に濁り、ガスを発生するためか、気泡が培地の上部に観察された。
2×YTG液体培地に生育した菌の菌液をテンプレートとして、プライマー27F(AGAGTTTGATCMTGGCTCAG;配列番号5)、1492R(TACGGYTACCTTGTTACGACTT;配列番号6)を用いて16SrDNA遺伝子を増幅し、それをアガロース電気泳動した。1,500bp付近にバンドがみられたことから、16SrRNAのほぼ全長が増幅できたことが確認できた。この単離株の16SrDNA遺伝子のシーケンス解析を行い、1,465bpの16SrDNA遺伝子配列を決した。単離株をSDL48株と命名した。
<<Example 1>>
In this example, power-generating bacteria were separated from the microbial fuel cell that generated power in Reference Example 1 above.
A 2×YTG agar plate was coated with a 100-fold dilution of the anode biofilm of Reference Example 1, which had been operated at a COD cr concentration of 73 g/L, with 1×PBS. Bacterial isolation was performed by streaking grown colonies onto separate 2×YTG agar plates and repeating this three times.
The isolated fungus was inoculated in 2xYTG liquid medium. The isolated fungus grew vigorously in 2xYTG medium. Upon growth, the medium became cloudy yellowish white, and air bubbles were observed in the upper part of the medium, probably due to the generation of gas.
The 16S rDNA gene was amplified using the bacterium solution grown in the 2×YTG liquid medium as a template, primers 27F (AGAGTTTGATCMTGGCTCAG; SEQ ID NO: 5) and 1492R (TACGGYTACCTTGTTACGACTT; SEQ ID NO: 6), and subjected to agarose electrophoresis. Since a band was observed around 1,500 bp, it was confirmed that almost the entire length of 16S rRNA could be amplified. Sequence analysis of the 16S rDNA gene of this isolate was performed to determine the 1,465 bp 16S rDNA gene sequence. The isolate was named strain SDL48.

BLASTにて、SDL48株の16SrDNA遺伝子の相同性検索を行ったところ、Clostridium neuense G1と99.86%の相同性を示した。この結果から、SDL48株は、C. neuenseと同種であるとした。
SDL48株は、2018年5月14日に独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター(NPMD)(〒292-0818 千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)に受託番号NITE P-02709として寄託されている。
A homology search of the 16S rDNA gene of the SDL48 strain was performed by BLAST, and 99.86% homology with Clostridium neuense G1 was shown. Based on these results, the SDL48 strain was assumed to be of the same species as C. neuense.
The SDL48 strain was deposited on May 14, 2018 at the National Institute of Technology and Evaluation Patent Microorganisms Depositary Center (NPMD) (2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture 292-0818) with the accession number NITE P- 02709.

《実施例2》
本実施例では、グルコースを電子供与体とした培地を用いてSDL48株の生育試験を実施した。
唯一の電子供与体をグルコース、唯一の電子受容体をフマル酸とするNBGF培地にシステインを2.5%(vol/vol)、2×YTG液体培地に成育したSDL48株を3%(vol/vol)加え、37℃で2日間静置培養した。2×YTG液体培地の成分のキャリーオーバーを考慮して、同操作を3回繰り返し、NBGF培地の成分のみで生育可能であるかを試験した。その結果、3日間の培養でOD600が0.88に達したことからSDL48株は、NBGF培地で生育が可能で、グルコースを電子供与体として用いることができることが確認された(図8)。NBGF培地の組成を表1に示す。

Figure 0007212345000001
<<Example 2>>
In this example, a growth test of the SDL48 strain was performed using a medium containing glucose as an electron donor.
2.5% (vol/vol) cysteine in NBGF medium with glucose as the sole electron donor and fumaric acid as the sole electron acceptor, and 3% (vol/vol) SDL48 strain grown in 2x YTG liquid medium. ) and statically cultured at 37° C. for 2 days. Considering the carryover of the components of the 2×YTG liquid medium, the same procedure was repeated three times to test whether the cells could grow only with the components of the NBGF medium. As a result, the OD600 reached 0.88 after 3 days of culture, confirming that the SDL48 strain can grow in the NBGF medium and can use glucose as an electron donor (Fig. 8). Table 1 shows the composition of the NBGF medium.
Figure 0007212345000001

《実施例3》
本実施例では、SDL48株を用いて微生物燃料電池を作製し、発電を行った。
シングルチャンバーMFC(エアカソードを搭載:図9A)は、FWG培地(電子供与体としてグルコースを含み、電子受容体を含まない)を400mL、NBGF培地に生育したSDL48株を40mL入れ、外部抵抗は1,000Ωにつなぎ、温度30℃で運転を行った。MFCの構築は嫌気チャンバー内で行った。ネガティブコントロールには、NBGF培地に生育したSDL48株を121℃で30分間オートクレーブ滅菌後、55℃で1時間保温し、再度121℃で30分間オートクレーブ滅菌したものを同様に40mL用いた。FWG培地の組成及びDL Mineral Mixの組成を以下に示す。FWG培地は、Lovleyらの論文(Lovely and Phillips,1988)のFreshwater培地にグルコース(終濃度10mM)を添加したものである。FWG培地はオートクレーブ前にN・COの混合ガス(80:20=N:CO)により置換することで、培地が嫌気的条件になるように処理した。
<<Example 3>>
In this example, a microbial fuel cell was produced using the SDL48 strain to generate power.
A single-chamber MFC (equipped with an air cathode: FIG. 9A) contains 400 mL of FWG medium (containing glucose as an electron donor and no electron acceptor) and 40 mL of strain SDL48 grown in NBGF medium, with an external resistance of 1 ,000Ω and operated at a temperature of 30°C. Construction of MFC was performed in an anaerobic chamber. As a negative control, 40 mL of SDL48 strain grown in NBGF medium was autoclaved at 121° C. for 30 minutes, incubated at 55° C. for 1 hour, and autoclaved at 121° C. for 30 minutes. The composition of FWG medium and the composition of DL Mineral Mix are shown below. FWG medium is the Freshwater medium of Loveley et al. (Lovely and Phillips, 1988) supplemented with glucose (10 mM final concentration). The FWG medium was replaced with a mixed gas of N 2 ·CO 2 (80:20=N 2 :CO 2 ) prior to autoclaving so that the medium was placed under anaerobic conditions.

Figure 0007212345000002
Figure 0007212345000002
Figure 0007212345000003
Figure 0007212345000003

図9Bに示したように、SDL48株の生菌を入れたMFC(青線)では、データロガーにつないだ直後は、0.15V程度の電圧を示したが、徐々に0.10V程度に低下した。その後、SDL48株の生育が旺盛になるにつれて、0.25Vまで電圧が上昇し、その後は基質であるグルコースが枯渇したためか、電圧が低下した。運転50時間目でMFCの電解液を全て新しい培地に入れ替えた後、再び電圧が上昇し始め、最大0.30V(外部抵抗1,000Ω)の発電を記録した。SDL48株の死菌を入れたネガティブコントロールでは、終始、電圧は0.05V以下であった。この結果から、SDL48株は、唯一の電子供与体をグルコース、唯一の電子受容体を電極とするシングルチャンバーMFCで発電可能であることが示された。 As shown in FIG. 9B, in the MFC (blue line) containing live bacteria of the SDL48 strain, the voltage was about 0.15 V immediately after connecting to the data logger, but gradually decreased to about 0.10 V. bottom. After that, as the SDL48 strain grew vigorously, the voltage increased to 0.25 V, and then decreased, probably because the substrate glucose was depleted. At the 50th hour of operation, after all the electrolyte in the MFC was replaced with new medium, the voltage began to rise again, and power generation of maximum 0.30 V (external resistance 1,000Ω) was recorded. In the negative control containing killed SDL48 strain, the voltage was 0.05 V or less throughout. From this result, it was shown that the SDL48 strain can generate electricity in a single-chamber MFC in which the sole electron donor is glucose and the sole electron acceptor is used as an electrode.

《実施例4》
本実施例では、前記参考例1で発電を行った微生物燃料電池から菌を回収し、その菌の16SrDNAを含むプラスミドを調製した。
前記参考例1における、焼酎粕原液で92日間運転後のグラファイトフェルトアノード(8.98g)を切り取り、1×PBS(Phosphate buffered saline)溶液25mLに懸濁した。1×PBSは以下に組成表を添付した10×PBSを希釈して作成した。その後、VORTEX-GENIE2 Mixer(Scientific Industrial)を使用して、3,000rpmで30sec×2回の攪拌を行った。懸濁後、4,000rpm、25℃で10min遠心分離を行い、上清を捨てることでペレットを回収した。ペレットは-20℃で実験に用いるまで、冷凍保存した。
前記ペレットからDNAを抽出し、PCRで16SrDNA遺伝子を増幅した。アガロース電気泳動により、1,500bpのところにバンドが得られたため、16SrDNA遺伝子を増幅できたと考えられる。得られたPCR産物をプラスミドに導入し、大腸菌を形質転換した。得られた大腸菌をLB培地に植菌し、プラスミド抽出し、プライマーM13F、M13R、518F、800R、800Fを用いてシーケンス解析を行った。得られたプラスミドをSDL33と命名した。SDL33をBLAST検索したところ、Clostridium neuense G1と99.86%の相同性を示した。この結果から、SDL33の16S rDNAを有する菌は、C. neuenseと同種であるとした。
<<Example 4>>
In this example, a bacterium was collected from the microbial fuel cell that generated power in Reference Example 1, and a plasmid containing the 16S rDNA of the bacterium was prepared.
The graphite felt anode (8.98 g) after operation for 92 days with the shochu lees undiluted solution in Reference Example 1 was cut out and suspended in 25 mL of a 1×PBS (Phosphate buffered saline) solution. 1×PBS was prepared by diluting 10×PBS with the composition table below. After that, using a VORTEX-GENIE2 Mixer (Scientific Industrial), stirring was performed at 3,000 rpm for 30 sec×2 times. After suspension, centrifugation was performed at 4,000 rpm and 25° C. for 10 minutes, and the supernatant was discarded to collect pellets. Pellets were stored frozen at -20°C until used for experiments.
DNA was extracted from the pellet and the 16S rDNA gene was amplified by PCR. Agarose electrophoresis gave a band at 1,500 bp, suggesting that the 16S rDNA gene could be amplified. The resulting PCR product was introduced into a plasmid to transform E. coli. The resulting E. coli was inoculated into LB medium, plasmid was extracted, and sequence analysis was performed using primers M13F, M13R, 518F, 800R and 800F. The resulting plasmid was named SDL33. A BLAST search of SDL33 showed 99.86% homology with Clostridium neuense G1. Based on this result, the bacterium having the 16S rDNA of SDL33 was assumed to be of the same species as C. neuense.

《解析例1》
本解析例では、微生物叢の解析を行った。
焼酎粕原液のペレット(1)、前記参考例1の、焼酎粕原液(CODcr濃度73g/L)で92日間運転後のMFCのアノードバイオフィルムをPBSに懸濁して遠心分離したペレット(2)、原液で92日間運転後の電解液(3)、CODcr濃度10g/Lに希釈した焼酎粕で92日間運転後のMFCのアノードバイオフィルムをPBSに懸濁して遠心分離したペレット(4)、CODcr濃度10g/Lで92日間運転後の電解液(5)をサンプルとし、次世代シーケンスにより微生物叢を解析した。
まず、Extrap Soil DNA Kit Plus ver.2(日鉄住金環境)を用い、DNAを抽出した。その後、16SrRNA遺伝子のV4-V5領域をプライマーU515F(5’-GTGYCAGCMGCCGCGGTA-3’)と926R(5’-CCGYCAATTCMTTTRAGTT-3’)(Yu et al., 2018)を用いてPCR増幅した。PCRには、TaKaRa Ex Taq polymerase(Takara Bio, Inc., Shiga, Japan)を用い、95℃で9分間の初期変性、続いて95℃、15秒、55℃10秒、72℃30秒のサイクルを15-35サイクル、最後に72℃で2分間の伸長反応の条件で行った。シークエンス解析はMiSeq(Illumina)にて行い、PCR増幅産物の両側から約250塩基ずつ解析(ペアエンド解析)を行った。得られた配列データは、解析に最適な配列を調べるために、リードのクオリティーフィルタリングを行い、使用可能であった配列に対して、ペアエンドマージスクリプトFLASH(Magoc and Salzberg, 2011)を用いて、結合させた。得られた配列データについてQIIME(Quantitative Insights Into Microbial Ecology)パイプラインを用いて、塩基配列のチェックを行った。また、配列の相同性のクラスタリング解析を行い、OTU(Operational Taxonomic Unit:操作的分類単位)に分類した。各代表のOTU配列についてGreengene(DeSantis et al., 2006)の16SrRNA遺伝子データベースに対する相同性検索を行い、系統分類を推定した。
<<Analysis example 1>>
In this analysis example, microbiota was analyzed.
Pellets (1) of shochu lees undiluted solution, Pellet (2) obtained by suspending and centrifuging the anode biofilm of MFC after 92 days of operation with shochu lees undiluted solution (COD cr concentration 73 g / L) in Reference Example 1. , electrolyte after 92 days of operation with the undiluted solution (3), pellet (4) obtained by suspending and centrifuging the anode biofilm of MFC after 92 days of operation with shochu lees diluted to a COD cr concentration of 10 g / L in PBS, The electrolyte solution (5) after operation for 92 days at a COD cr concentration of 10 g/L was used as a sample, and the microbiota was analyzed by next-generation sequencing.
First, DNA was extracted using Extra Soil DNA Kit Plus ver.2 (Nippon Steel Sumikin Environment). After that, the V4-V5 region of the 16S rRNA gene was PCR amplified using primers U515F (5'-GTGYCAGCMGCCGCGGTA-3') and 926R (5'-CCGYCAATTCMTTTRAGTT-3') (Yu et al., 2018). PCR used TaKaRa Ex Taq polymerase (Takara Bio, Inc., Shiga, Japan) with initial denaturation at 95°C for 9 min, followed by cycles of 95°C for 15 sec, 55°C for 10 sec, 72°C for 30 sec. was performed for 15-35 cycles and finally an extension reaction at 72° C. for 2 minutes. Sequence analysis was performed using MiSeq (Illumina), and about 250 bases from both sides of the PCR amplification product were analyzed (paired-end analysis). The resulting sequence data was subjected to read quality filtering to determine the best sequences for analysis, and the sequences that were available were merged using the paired-end merge script FLASH (Magoc and Salzberg, 2011). let me The nucleotide sequence of the obtained sequence data was checked using QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology) pipeline. In addition, sequence homology clustering analysis was performed, and classified into OTUs (Operational Taxonomic Units). A homology search against the 16S rRNA gene database of Greengene (DeSantis et al., 2006) was performed for each representative OTU sequence to deduce the phylogenetic classification.

次世代シーケンス解析により、焼酎粕では101,619リード、CODcr濃度73g/L(原液)で運転後のアノードバイオフィルムでは、106,451リード、CODcr濃度73g/Lで運転後の電解液では152,907リード、CODcr濃度10g/Lで運転後のアノードバイオフィルムでは、50,043リード、CODcr濃度10g/Lで運転後の電解液では、53,433リードのデータを得た。図10に各サンプルでの属レベルでの微生物叢解析の結果を示す。
焼酎粕原液ではBacillus属が優占しており(40.9%)、図には記載されていないがClostridium属は1.1%であった。
CODcr濃度73g/Lの焼酎粕で運転後のアノードバイオフィルムと電解液では、Clostridium属(それぞれ75.4%、65.7%)がそれぞれ優占しており、Rummeliibacillus属(それぞれ11.4%、20.4%)がそれに続いた。Clostridium属は、焼酎粕原液では、1.1%しか検出されず、CODcr濃度73g/Lの焼酎粕で運転中にClostridium属が増殖したことが示唆された。
CODcr濃度10g/Lの焼酎粕で運転後のMFCのアノードバイオフィルムではBacteroides属(65.3%)、Clostridium属(12.1%)、Ruminococcus属(4.1%)の順で優占しており、電解液ではBacteroides属(67.9%)、Ruminococcus(8.6%)、Clostridium属(7.8%)の順で優占していた。
本解析例の微生物叢の解析により、微生物燃料電池に含まれる微生物の含有量を測定することが可能である。
Next-generation sequence analysis revealed 101,619 reads for shochu lees, 106,451 reads for anode biofilm after operation with a COD cr concentration of 73 g/L (undiluted solution), and 106,451 reads for electrolyte solution after operation with a COD cr concentration of 73 g/L. Data were obtained for 152,907 reads, 50,043 reads for the anode biofilm after operation at a COD cr concentration of 10 g/L, and 53,433 reads for the electrolyte after operation at a COD cr concentration of 10 g/L. FIG. 10 shows the results of microbiota analysis at the genus level for each sample.
In the undiluted solution of shochu lees, the genus Bacillus was dominant (40.9%), and although not shown in the figure, the genus Clostridium was 1.1%.
Clostridium (75.4% and 65.7%, respectively) dominated the anode biofilm and electrolyte after operation with shochu lees with a COD cr concentration of 73 g/L, and Rummeliibacillus (11.4%, respectively). %, 20.4%) followed. The genus Clostridium was detected only at 1.1% in the shochu lees undiluted solution, suggesting that the genus Clostridium proliferated during operation with shochu lees having a COD cr concentration of 73 g/L.
Bacteroides (65.3%), Clostridium (12.1%), and Ruminococcus (4.1%) dominated in the anode biofilm of MFC after operation with shochu lees with a COD cr concentration of 10 g/L. In the electrolytic solution, Bacteroides (67.9%), Ruminococcus (8.6%) and Clostridium (7.8%) were dominant in that order.
By analyzing the microbiota of this analysis example, it is possible to measure the content of microorganisms contained in the microbial fuel cell.

本発明のクロストリジウム・ニューエンスは、微生物燃料電池の発電菌として用いることが可能である。本発明の微生物燃料電池及び発電方法により、効率的な発電を行うことができる。 The Clostridium nuens of the present invention can be used as a power generator for microbial fuel cells. Efficient power generation can be performed by the microbial fuel cell and power generation method of the present invention.

NITE P-02709 NITE P-02709

Claims (13)

クロストリジウム・ニューエンスを、有機物を含む電解液に添加する工程を含む、微生物燃料電池による発電方法であって、
発電開始時における、微生物燃料電池に含まれる細菌に対するクロストリジウム・ニューエンス(Clostridium neuense)の含有率が2%以上である、前記発電方法。
A method for generating electricity by a microbial fuel cell , comprising the step of adding Clostridium nuens to an electrolyte solution containing organic matter ,
The power generation method, wherein the content of Clostridium neuense relative to the bacteria contained in the microbial fuel cell is 2% or more at the start of power generation.
前記微生物燃料電池における有機物を含む電解液のpHが3.9~9.0である、請求項1に記載の発電方法。 2. The power generation method according to claim 1, wherein the electrolyte containing organic matter in the microbial fuel cell has a pH of 3.9 to 9.0. 前記有機物が焼酎粕である、請求項1又は2に記載の発電方法。 The power generation method according to claim 1 or 2 , wherein the organic matter is shochu lees. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、請求項1~のいずれか一項に記載の発電方法。 The power generation method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens containing 16S rDNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、請求項1~のいずれか一項に記載の発電方法。 The power generation method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709. 有機物及びクロストリジウム・ニューエンスを含む微生物燃料組成物であって、
燃料組成物に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である、微生物燃料組成物。
A microbial fuel composition comprising organic matter and Clostridium nuens,
A microbial fuel composition, wherein the content of Clostridium nuens is 2% or more relative to the number of bacteria contained in the fuel composition.
前記有機物が焼酎粕である、請求項に記載の微生物燃料組成物。 The microbial fuel composition according to claim 6 , wherein the organic matter is shochu lees. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、請求項又はに記載の微生物燃料組成物。 The microbial fuel composition according to claim 6 or 7 , wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、請求項又はに記載の微生物燃料組成物。 8. The microbial fuel composition of claim 6 or 7 , wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709. 有機物を燃料として、発電菌により発電する微生物燃料電池であって、
発電開始前に、微生物燃料電池に含まれる細菌数に対して、クロストリジウム・ニューエンスの含有量が2%以上である、微生物燃料電池。
A microbial fuel cell that uses organic matter as fuel to generate electricity by power-generating bacteria,
A microbial fuel cell, wherein the content of Clostridium nuens is 2% or more with respect to the number of bacteria contained in the microbial fuel cell before starting power generation.
前記有機物が焼酎粕である、請求項10に記載の微生物燃料電池。 11. The microbial fuel cell according to claim 10 , wherein the organic substance is shochu lees. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、配列番号1又は2で表される塩基配列を有する16SrDNAを含むクロストリジウム・ニューエンスである、請求項10又は11に記載の微生物燃料電池。 12. The microbial fuel cell according to claim 10 , wherein said Clostridium nuens is Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2. 前記クロストリジウム・ニューエンスが、受託番号NITE P-02709のクロストリジウム・ニューエンスである、請求項10~12のいずれか一項に記載の微生物燃料電池。 The microbial fuel cell according to any one of claims 10 to 12 , wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens with accession number NITE P-02709.
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