JP7503865B2 - Electricity generating bacteria, and microbial fuel cell and electricity generating method using the same - 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 Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act The 24th Okinawa Meeting of the Kyushu Branch of the Society for Biotechnology, Japan, December 9, 2017
特許法第３０条第２項適用 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 Act, Miyazaki University, Faculty of Agriculture, Department of Applied Biological Sciences, Master's Thesis Presentation, 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。 The present invention relates to an electricity-generating bacterium, and a microbial fuel cell and electricity generation method using the same. According to the present invention, it is possible to produce an excellent microbial fuel cell, and electricity can be generated efficiently.
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Ｏ２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Ｈ２Ｏ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）。 A microbial fuel cell (MFC) is a device that converts chemical energy such as organic matter into electrical energy by utilizing the metabolic ability of microorganisms, and is expected to be a new technology that enables energy recovery from waste biomass and the like. As shown in Figure 1, an MFC consists of an anode (negative electrode) and a cathode (positive electrode), and at the anode, the electrons generated when organic matter is decomposed by microorganisms are collected by the electrode. The collected electrons are passed through an external circuit to the cathode, where O2 , electrons, and H + (generated during the decomposition of organic matter at the anode) react to become H2O . In an MFC, the potential difference between the anode reaction and the cathode reaction generates a current, and electrical energy can be obtained (Patent Documents 1 and 2).
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 inventors have developed microbial fuel cells that use 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 a renewable energy source, but there is a need to develop a high-output, efficient power generation method that uses these biomass wastes.
It is an object of the present invention to provide a microbial fuel cell and method for generating electricity that has a high output and is efficient.
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。
The present inventors conducted extensive research into a high-output, efficient microbial fuel cell and power generation method, and as a result, surprisingly found that by using Clostridium neuense as the power-generating bacterium, it is possible to prepare a high-output microbial fuel cell and generate power efficiently.
The present invention is based on these findings.
Thus, the present invention provides
[1] A method for generating electricity using a microbial fuel cell, wherein the content of Clostridium neuense in bacteria contained in the microbial fuel cell at the start of power generation is 2% or more;
[2] The power generation method according to [1], further comprising a 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 electrolytic solution containing the 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 Clostridium nuens containing 16S rDNA having a 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 having the accession number NITE P-02709.
[7] Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2;
[8] The Clostridium nuens according to [7], which has the accession number NITE P-02709.
[9] A microbial fuel composition comprising 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 a Clostridium nuens containing 16S rDNA having the base 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 having the accession number NITE P-02709.
[13] A microbial fuel cell that generates electricity using electricity-generating bacteria using organic matter as fuel, 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.
[14] The microbial fuel cell according to [13], wherein the organic matter is shochu lees.
[15] The microbial fuel cell according to [13] or [14], wherein the Clostridium nuens is Clostridium nuens containing 16S rDNA having a 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 having the 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, it is possible to generate high-output power. Furthermore, by using Clostridium nuence, it is possible to prepare a microbial fuel cell with high output, and power can be generated efficiently using microorganisms. The microbial fuel composition of the present invention contains Clostridium nuence, and can be used as a fuel for a microbial fuel cell to generate power efficiently. Furthermore, the Clostridium nuence of the present invention can generate microbial power with excellent high output. Furthermore, by using Clostridium nuence, it is possible to efficiently treat (decompose) acidic waste materials such as shochu lees.
［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 a microbial fuel cell of the present invention, the content of Clostridium neuense among the bacteria contained in the microbial fuel cell at the start of power generation is 2% or more.
《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 (microbial fuel power generation device) that converts chemical energy of organic matter, etc. into electrical energy by utilizing the metabolic ability of microorganisms. 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 generation bacterium, and examples thereof include a two-chamber MFC and a single-chamber MFC.
A typical example of a two-chamber MFC will be described with reference to FIG. 2. In a two-chamber MFC, one of the two chambers (anode chamber) is anaerobic, where electrochemically active bacteria grow and form a biofilm on the electrode. Specifically, the chamber contains an electrolyte containing organic matter and electricity-generating bacteria, and electrons are generated by the electricity-generating bacteria breaking down the organic matter. The other chamber (cathode chamber) contains a cathode, and the electrolyte is aerated with air (oxygen). The two chambers, the anode chamber and the cathode chamber, are separated by a proton exchange membrane.
An example of a single-tank MFC will be described with reference to FIG. 3. A single-tank MFC uses a membrane-type cathode called an air cathode. The air cathode reacts directly with oxygen in the air, so aeration is not required, unlike a two-tank MFC. A single-tank MFC can also be manufactured without using a proton exchange membrane, and a single-tank MFC that does not use a proton exchange membrane can have a lower internal resistance. Therefore, a higher output can be obtained compared to a two-layer MFC. For example, as shown in FIG. 3, the cassette electrode may be structured such that 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), and two single-layer MFCs (two pairs of anodes and cathodes) are joined together. An electrolyte containing organic matter comes into contact with the anode, and the electrons generated in the process of the electricity-generating bacteria decomposing the organic matter are transferred to the electrode, generating electricity. The cassette electrodes can generate electricity simply by inserting them into the reactor, and the size, shape, and number of the electrodes can be changed as appropriate. The microbial fuel cells used in the power generation method of the present invention include small microbial fuel cells and large-scale microbial fuel power generation devices.
《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
The Clostridium neuense used in the power generation method of the present invention is not particularly limited as long as it can decompose organic matter and generate electrons. However, Clostridium bacteria containing 16SrDNA having a base sequence with 99% or more homology to any of the base sequences represented by SEQ ID NOs: 1 to 4 are preferred. Usually, bacteria having 16SrDNA with 99% or more homology are considered to be bacteria of the same species. For example, Clostridium neuense G1 (Zhao et al., 2017) or Clostridium sp. JCM8022 has 99% or more homology to the 16SrDNA base sequence of the SDL48 strain described below, and can be used in the power generation method of the present invention. The 16SrDNA base sequence of Clostridium neuense G1 is shown in SEQ ID NO: 3, and the 16SrDNA base sequence of Clostridium sp. JCM8022 is shown in SEQ ID NO: 4. In this specification, homology refers to the degree of identity between two nucleotides. The Clostridium nuens used in the power generation method of the present invention is preferably Clostridium nuens having the 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 of Clostridium nuens>
The content of Clostridium nuence in the power generation method of the present invention is 2% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more at the start of power generation. Furthermore, in some embodiments, the content of Clostridium nuence is 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more. In the power generation method of the present invention, by increasing the content of the power generating bacterium Clostridium nuence at the start of power generation, power generation can be performed efficiently with high output.
The method for increasing the content of Clostridium nuens is not particularly limited, but for example, the cultured Clostridium nuens may be added to a microbial fuel cell. As described later, shochu lees, wine lees, whiskey lees, livestock waste, etc. can be used as the organic matter for the fuel used for power generation. These fuels such as shochu lees, wine lees, whiskey lees, and livestock waste contain bacteria other than the power generation bacteria, but by increasing the content of Clostridium nuens, which is the power generation bacteria, at the start of power generation, power generation can be performed efficiently. In addition, organic matter that does not contain bacteria (sterilized organic matter, or purified or synthesized organic matter) can be used as fuel, and power generation can be performed by adding Clostridium nuens to such organic matter. The predominance rate of Clostridium bacteria 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。 The method for measuring the content of Clostridium nuens is not particularly limited, but the content of Clostridium nuens can be measured, for example, by a microbiome analysis method. Specifically, fuel (organic matter) containing the electricity-generating bacteria contained in the microbial fuel cell is sampled, and the V4-V5 region (420 bp) of the 16SrRNA gene (16SrDNA), for example, is amplified by PCR, and the base sequence is determined by sequence analysis. The type of bacteria contained can be identified and the content determined by classifying the obtained 16SrDNA base sequence by clustering analysis. In order to improve the accuracy of the content, it is preferable to mix several sampled samples and perform the analysis, or to average the data obtained by analyzing several samples separately.
《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, and examples of the organic matter include shochu lees, wine lees, whiskey lees, and livestock waste.
The organic matter is preferably, but not limited to, an organic matter containing an organic acid.The organic acid may include, but is not limited to, a carboxylic acid, such as a saturated fatty acid (e.g., formic acid, acetic acid, propionic acid, or butyric acid), an unsaturated fatty acid (e.g., oleic acid, linoleic acid, or linolenic acid), a dicarboxylic acid (e.g., oxalic acid, malonic acid, or succinic acid), an aromatic carboxylic acid (e.g., benzoic acid or phthalic acid), a tricarboxylic acid (e.g., anicotonic acid), a hydroxy acid (e.g., lactic acid, citric acid, or malic acid), or an oxocarboxylic acid (e.g., 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 shochu lees are, for example, shochu lees generated during the process of producing shochu from potato, barley, rice, or buckwheat. The type of shochu lees is not particularly limited, but examples include mashing lees (raw lees, saccharified lees), excess yeast, etc. Among these, raw lees are preferred. The shochu lees may be dried.
The beer lees are generated in the process of producing beer using barley malt. The type of beer lees is not particularly limited, but examples thereof include brewing lees (raw lees, saccharified lees), excess yeast, etc. Among these, raw lees are preferred. 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 is preferably acidic to neutral. For example, the lower limit of the pH of the electrolyte containing organic matter is preferably pH 3.9, more preferably pH 4.0. The upper limit of the pH of the electrolyte is not particularly limited, but is, for example, pH 9.0, preferably pH 8.5, more preferably pH 8.0, even more preferably pH 7.5, and most preferably pH 7.0. By being in 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, the content of Clostridium nuens in the bacteria in the microbial fuel cell may be 2% or more by this addition step.
Clostridium nuens may be added to an electrolytic cell containing an anode. It may also be added to an electrolyte solution containing an organic substance that is in contact with the anode. It may also be added to an organic substance to form an electrolyte solution containing an organic substance.
The Clostridium nuens to be added may be one that has been previously cultured and grown in a medium. Examples of the medium used for culturing Clostridium nuens include 2xYTG medium and 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 the chemical oxygen demand (COD Cr ) within a certain range. COD Cr is calculated 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 oxidizing agent used (unit: mg/L).
For example, by using an electrolyte solution with a COD Cr of 5,000 to 20,000 mg/L, a high output can be obtained. In addition, the COD (chemical oxygen demand) removal rate can be maintained relatively high and within a moderate range. The COD Cr is preferably 5,000 to 20,000 mg/L, and more preferably 7,000 to 12,000 mg/L.
In order to adjust the COD Cr of the electrolyte solution before the start of power generation to 5,000 to 20,000 mg/L, the liquid containing the organic matter may be diluted or concentrated to prepare an electrolyte solution having a COD Cr in the range of 5,000 to 20,000 mg/L. The diluting liquid is not limited, but may include water or an organic solvent (e.g., alcohol). The electrolyte solution may contain additives as necessary. Examples of the additives include nutrients and pH adjusters that are favorable for the growth of microorganisms.
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 the 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.
In order to maintain the COD Cr at 5,000 to 20,000 mg/L, organic matter can be added to the electrolyte or the electrolyte containing organic matter can be replaced. In a microbial fuel cell, the COD Cr decreases as the electricity-generating bacteria decomposes the organic matter. The COD Cr can be increased by adding organic matter to the electrolyte or by replacing it. In some cases, a predetermined amount of electrolyte (e.g., half of the fuel contained in the container) from the microbial fuel cell may be removed, and then a predetermined amount of electrolyte containing organic matter (e.g., an amount equivalent to the removed fuel) may be added to the microbial fuel cell. In this specification, the operation of replacing about half of the electrolyte with new electrolyte containing organic matter during power generation may be referred to as "semi-batch treatment".
The electrolyte to be added may be prepared using the electrolyte extracted from the microbial fuel cell. For example, the electrolyte to be added may be prepared by adding an organic substance to the extracted electrolyte. The electrolyte to be added may be an organic substance itself, or an electrolyte containing an organic substance as described above. This semi-batch may be performed once or multiple times, and the number of times is not particularly limited.
In another embodiment of the semi-batch method, for example, while the microbial fuel cell is in operation, the electrolyte can be discharged from the microbial fuel cell at a predetermined flow rate while the electrolyte to be added is flowed into the microbial fuel cell at a predetermined flow rate so that the COD Cr of the electrolyte of the microbial fuel cell is substantially maintained within the range of 5,000 to 20,000 mg/L.
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。 In this specification, "COD Cr is substantially maintained within a predetermined range during operation" does not necessarily require that COD Cr is within the predetermined range during the entire operation period from the start of operation to the stop of operation, but means that COD Cr is maintained within the predetermined range during the period during which high efficiency, which is the effect of the present invention, is obtained. Specifically, it is preferable that COD Cr is maintained within the predetermined range during 80% or more of the operation period, more preferably that COD Cr is maintained within the predetermined range during 90% or more of the operation period, and even more preferably that COD Cr is maintained within the predetermined range during 100% of the operation period. Note that 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 nuence The Clostridium nuence of the present invention contains 16SrDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2, and is preferably Clostridium nuence having the accession number NITE P-02709. The Clostridium nuence of the present invention can be used as an electricity-generating bacterium because it decomposes organic matter and generates electrons. Furthermore, Clostridium nuence containing 16SrDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 grows preferentially in a microbial fuel cell by generating electricity using shochu lees as fuel. Thus, the bacterium can be isolated in the same manner as the SDL48 strain, according to the Examples of this specification.
The Clostridium neuense of the present invention has a homology of 99% or more to the 16S rDNA base sequence of Clostridium neuense G1 (Zhao et al., 2017) and Clostridium sp. JCM8022 strain, and is classified into the same species.
The Clostridium nuens of the present invention can be used as an electricity-generating bacterium in the "electricity generating 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 electricity-generating bacteria, and the content of Clostridium nuens is 2% or more relative to the number of bacteria contained in the fuel composition. The microbial fuel composition of the present invention can be used as fuel for a microbial fuel cell.
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 even more preferably 10% or more. Furthermore, in some 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, 80% or more, or 90% or more. The microbial fuel composition of the present invention has a high content of Clostridium nuens, which is an electricity-generating bacterium. Therefore, the microbial fuel cell using the microbial fuel composition of the present invention can generate electricity efficiently with high output. In addition, the power generation method using the microbial fuel composition of the present invention can also generate electricity efficiently with high output.
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。 The "electricity-generating bacteria" contained in the microbial fuel composition of the present invention may include Clostridium nuens, but may also include electricity-generating bacteria other than Clostridium nuens. Electricity-generating bacteria other than Clostridium nuens include sulfate-reducing bacteria, nitrate-reducing bacteria, sulfur-reducing bacteria, iron-reducing bacteria, manganese dioxide-reducing bacteria, or dechlorinating bacteria, and specifically include electricity-generating bacteria of the genus Geobacter or Shewanella.
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 above section "[1] Power generation method."
The “organic matter” in the microbial fuel composition of the present invention can be any of the organic matters described in the section “[1] Power generation method” above.
The method for increasing the "Clostridium nuens content" in the microbial fuel composition of the present invention, or the "method for measuring the Clostridium nuens content" can be carried out in accordance with the description in the above section "[1] Power generation method."
［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 electricity using electricity-generating bacteria, and 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 electricity generation. The microbial fuel cell of the present invention is the microbial fuel cell described in the above 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 even more preferably 10% or more. Furthermore, in some 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, 80% or more, or 90% or more. The microbial fuel cell of the present invention has a high content of Clostridium nuens, which is an electricity-generating bacterium. Therefore, the microbial fuel cell of the present invention can generate electricity efficiently with high output.
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 above section "[1] Power generation method."
The "organic matter" in the microbial fuel cell of the present invention can be any of the organic matters described in the section "[1] Power generation method."
A method for increasing the "Clostridium nuens content" in the microbial fuel cell of the present invention, or a method for measuring the Clostridium nuens content, can be carried out in accordance with the description in the above section "[1] Power generation method."
In the microbial fuel cell of the present invention, Clostridium nuence can be added to the microbial fuel cell to make the Clostridium nuence content 2% or more, and the addition method can be carried out in accordance with the "Addition step" in the section "[1] Power generation method" above.
When generating electricity using the microbial fuel cell of the present invention, it is preferable to maintain the chemical oxygen demand within a certain range, and this operation can be carried out in accordance with the "Chemical oxygen demand" in the section "[1] Power generation method" above.
《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 of the present invention act as power generating bacteria in a microbial fuel cell that uses, for example, shochu lees as fuel, and grow preferentially over other bacteria. The mechanism by which Clostridium nuens grows preferentially over other bacteria has not been investigated in detail, but is presumed as follows. However, the present invention is not limited by the following presumption. In a microbial fuel cell that uses shochu lees as fuel, the concentration of organic acids such as citric acid is high, so the pH is low. Therefore, it is considered that Clostridium nuens, which can grow in a low pH environment, can grow preferentially. Furthermore, in a microbial fuel cell, the electrons produced by Clostridium nuens decomposing citric acid and the like are collected by the anode and transferred to the cathode. It is considered that Clostridium nuens can grow preferentially in such a microbial cell environment in which the electrons produced by itself are collected by the anode. Therefore, it is presumed that in a microbial fuel cell using shochu lees or the like, which has a low pH, Clostridium nuens will grow predominantly.
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。 The present invention will be described in detail 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 carried out for about three months using a microbial fuel cell using shochu lees.
The microbial fuel cell was constructed according to the method of Simoyama et al. (Simoyama et al., 2008; Inoue et al., 2013). Figure 5 shows the structure of the cassette electrode (Figure 5A) and a schematic diagram and a photograph of the cassette electrode MFC (Figure 5B).
The shochu lees used were those discharged after distillation in the production of sweet potato shochu at Watanabe Shuzo Co., Ltd. (Miyazaki, Japan). The sweet potato shochu lees were frozen and stored at -20°C until use in the experiment. The COD cr concentration of the raw shochu lees was 73 g/L and the pH was 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、Ｎ２とＣＯ２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 stock solution was diluted with ultrapure water and adjusted to COD cr concentrations of 0.5, 1, 5, and 10 g/L, and used in each MFC. The stock solution (COD cr concentration 73 g/L) was not diluted, and the sweet potato shochu lees were used as is. 300 mL of shochu lees with COD cr concentrations of 0.5, 1, 5, 1, and 73 g/L were placed in the cassette electrode MFC and operation was started. Specifically, 300 mL of each shochu lees was placed in a 350 mL measuring cylinder in an anaerobic chamber, and the 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 in operation until just before was suspended in PBS, and the centrifuged pellets were further suspended in PBS and added in 1.0 mL portions. The electrolyte was constantly stirred at 600 rpm and operated at a temperature of 30°C for about three months. The external resistance was initially set to 470Ω, and was reduced to 330 or 200Ω or the like as the voltage changed. Until the 35th day, semi-batch (half the volume of the electrolyte was replaced with a new shochu lees solution) was performed when the voltage began to decrease after increasing. After the 35th day, semi-batch was performed about once every 10 days.
Since the output was extremely low at 0.5 g/L, it was completely 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／ｍ３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／ｍ３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。
Figure 6 shows a graph of the daily change in power density at each COD cr concentration. ↓ indicates the point where semi-batch was performed. In the MFC using shochu lees with COD cr concentrations of 0.5g/L and 1g/L, the power density did not exceed 0.001W/ m3 during operation, and the output was significantly low. For the MFC with a COD cr concentration of 0.5g/L, a batch process was performed on the 24th day in which the electrolyte of the MFC was replaced with shochu lees with a COD cr concentration of 20g/L, and high power generation was observed. The average power density for 30 days from the start of operation was 0.0002, 0.19, 0.30, 0.22, and 0.08W/ m3 at COD cr concentrations of 1, 5, 10, 20, and 73g/L, respectively, and the highest value was observed at a COD cr concentration of 10g/L. For a COD cr concentration of 20 g/L, the average power density was calculated from the 24th day to the 54th day.
7 shows the pH change from day 0 to day 20 at each COD cr concentration. The change for the COD cr concentration of 20 g/L is not shown. The pH at the start of operation 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, electric-generating bacteria were separated from the microbial fuel cell that generated electricity in Reference Example 1.
The anode biofilm after operation at a COD cr concentration of 73 g/L in Reference Example 1 was diluted 100-fold with 1x PBS and applied to a 2xYTG agar plate. The grown colonies were streaked onto another 2xYTG agar plate, and this was repeated three times to isolate the bacteria.
The isolated bacteria was inoculated into 2xYTG liquid medium. The isolated bacteria grew vigorously in the 2xYTG medium. As the bacteria grew, the medium became cloudy yellowish white, and bubbles were observed at the top of the medium, probably due to gas generation.
Using the bacterial solution grown in 2xYTG liquid medium as a template, the 16S rDNA gene was amplified using primers 27F (AGAGTTTGATCMTGGCTCAG; SEQ ID NO: 5) and 1492R (TACGGYTACCTTGTTACGACTT; SEQ ID NO: 6), and then subjected to agarose electrophoresis. A band was observed at approximately 1,500 bp, confirming that almost the entire length of 16S rRNA had been amplified. The 16S rDNA gene of this isolated strain was sequenced, and the 1,465 bp 16S rDNA gene sequence was determined. The isolated strain was named SDL48 strain.
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 BLAST search for homology of the 16S rDNA gene of the SDL48 strain showed 99.86% homology with Clostridium neuense G1. Based on this result, the SDL48 strain was determined to be the same species as C. neuense.
The SDL48 strain was deposited on May 14, 2018 at the National Institute of Technology and Evaluation, Patent Microorganism Depositary (NPMD) (2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture, 292-0818) under 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。
In this example, a growth test of the SDL48 strain was carried out using a medium containing glucose as an electron donor.
2.5% (vol/vol) cysteine was added to NBGF medium, which has glucose as the only electron donor and fumaric acid as the only electron acceptor, and 3% (vol/vol) SDL48 strain grown in 2xYTG liquid medium was added, and the mixture was cultured at 37°C for 2 days. Considering the carryover of the components of the 2xYTG liquid medium, the same operation was repeated three times to test whether the strain could grow using only 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 (Figure 8). The composition of the NBGF medium is shown in Table 1.
《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Ｎ２・ＣＯ２の混合ガス（８０：２０＝Ｎ２：ＣＯ２）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, and electricity was generated.
The single chamber MFC (equipped with an air cathode: FIG. 9A) was operated at 30° C. with 400 mL of FWG medium (containing glucose as an electron donor and no electron acceptor) and 40 mL of SDL48 strain grown in NBGF medium, with an external resistance of 1,000 Ω. The MFC was constructed in an anaerobic chamber. For the 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 again at 121° C. for 30 minutes. The composition of the FWG medium and the composition of DL Mineral Mix are shown below. The FWG medium was prepared by adding glucose (final concentration 10 mM) to the Freshwater medium described in Lovely et al.'s paper (Lovely and Phillips, 1988). The FWG medium was treated to be under anaerobic conditions by replacing the air in the medium with a mixture of N2 and CO2 (80:20 = N2 : CO2 ) before autoclaving.
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, the MFC containing live SDL48 bacteria (blue line) showed a voltage of about 0.15 V immediately after connecting to the data logger, but gradually dropped to about 0.10 V. Thereafter, as the growth of SDL48 bacteria became vigorous, the voltage rose to 0.25 V, and then dropped, possibly due to the depletion of the substrate glucose. After the 50th hour of operation, the MFC's electrolyte was replaced with a new medium, and the voltage began to rise again, recording a maximum power generation of 0.30 V (external resistance 1,000 Ω). In the negative control containing killed SDL48 bacteria, the voltage was 0.05 V or less throughout the experiment. These results indicate that the SDL48 strain can generate power in a single-chamber MFC with glucose as the only electron donor and an electrode as the only electron acceptor.
《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, bacteria were collected from the microbial fuel cell that had generated electricity in the above-mentioned Reference Example 1, and a plasmid containing the 16S rDNA of the bacteria was prepared.
The graphite felt anode (8.98 g) after 92 days of operation with the shochu lees stock solution in Reference Example 1 was cut and suspended in 25 mL of 1x PBS (phosphate buffered saline) solution. 1x PBS was prepared by diluting 10x PBS, the composition of which is attached below. Then, using a VORTEX-GENIE2 Mixer (Scientific Industrial), stirring was performed at 3,000 rpm for 30 sec x 2 times. After suspension, centrifugation was performed at 4,000 rpm and 25°C for 10 min, and the supernatant was discarded to collect the pellet. The pellet was frozen and stored at -20°C until it was used in the experiment.
DNA was extracted from the pellet, and the 16S rDNA gene was amplified by PCR. A band was obtained at 1,500 bp by agarose electrophoresis, so it is believed that the 16S rDNA gene was amplified. The obtained PCR product was introduced into a plasmid to transform E. coli. The obtained E. coli was inoculated into LB medium, the plasmid was extracted, and sequence analysis was performed using primers M13F, M13R, 518F, 800R, and 800F. The obtained plasmid was named SDL33. A BLAST search of SDL33 showed 99.86% homology with Clostridium neuense G1. From this result, it was determined that the bacterium having the 16S rDNA of SDL33 is 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 analytical example, the microbiome was analyzed.
The pellets were obtained by suspending the anode biofilm of the MFC after 92 days of operation with the shochu lees concentrate (COD cr concentration 73 g/L) in PBS and centrifuging the pellets (2), the electrolyte after 92 days of operation with the concentrate (3), the pellets obtained by suspending the anode biofilm of the MFC after 92 days of operation with shochu lees diluted to a COD cr concentration of 10 g/L in PBS and centrifuging the pellets (4), and the electrolyte after 92 days of operation with a COD cr concentration of 10 g/L (5). The microbial flora was analyzed by next-generation sequencing.
First, DNA was extracted using Extrap Soil DNA Kit Plus ver.2 (Nippon Steel & Sumitomo Metal Environment). Then, 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 was performed using TaKaRa Ex Taq polymerase (Takara Bio, Inc., Shiga, Japan) under the following conditions: initial denaturation at 95°C for 9 minutes, followed by 15-35 cycles of 95°C for 15 seconds, 55°C for 10 seconds, and 72°C for 30 seconds, and finally extension reaction at 72°C for 2 minutes. Sequence analysis was performed using MiSeq (Illumina), and approximately 250 bases were analyzed from both sides of the PCR amplified product (paired-end analysis). The obtained sequence data was quality filtered to find the optimal sequence for analysis, and the available sequences were merged using the paired-end merge script FLASH (Magoc and Salzberg, 2011). The obtained sequence data was checked for base sequence using the QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology) pipeline. In addition, a clustering analysis of sequence homology was performed and the sequences were classified into OTUs (Operational Taxonomic Units). A homology search was performed against the 16S rRNA gene database of Greengene (DeSantis et al., 2006) for each representative OTU sequence, and phylogenetic classification was estimated.
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 sequencing analysis yielded 101,619 reads for the shochu lees, 106,451 reads for the anode biofilm after operation at a COD cr concentration of 73 g/L (raw solution), 152,907 reads for the electrolyte after operation at a COD cr concentration of 73 g/L, 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. Figure 10 shows the results of the genus-level microbial community analysis for each sample.
In the shochu lees concentrate, the genus Bacillus was predominant (40.9%), and although not shown in the figure, the genus Clostridium accounted for 1.1%.
In the anode biofilm and electrolyte after operation with shochu lees at a COD cr concentration of 73 g/L, the genus Clostridium (75.4% and 65.7%, respectively) was dominant, followed by the genus Rummeliibacillus (11.4% and 20.4%, respectively). Only 1.1% of the genus Clostridium was detected in the shochu lees raw solution, suggesting that the genus Clostridium proliferated during operation with shochu lees at a COD cr concentration of 73 g/L.
After operation with shochu lees with a COD cr concentration of 10 g/L, the dominant species in the anode biofilm of the MFC were Bacteroides (65.3%), Clostridium (12.1%), and Ruminococcus (4.1%), in that order, while in the electrolyte the dominant species were Bacteroides (67.9%), Ruminococcus (8.6%), and Clostridium (7.8%), in that order.
By analyzing the microbial flora in this analytical example, it is possible to measure the content of microorganisms contained in a 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 generating bacterium in a microbial fuel cell. The microbial fuel cell and power generating method of the present invention can generate power efficiently.
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