JPH10314546A - 微細藻類による二酸化炭素固定方法及び装置 - Google Patents

微細藻類による二酸化炭素固定方法及び装置

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JPH10314546A
JPH10314546A JP9131507A JP13150797A JPH10314546A JP H10314546 A JPH10314546 A JP H10314546A JP 9131507 A JP9131507 A JP 9131507A JP 13150797 A JP13150797 A JP 13150797A JP H10314546 A JPH10314546 A JP H10314546A
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JP
Japan
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carbon dioxide
microalgae
artificial
transparent container
aerial
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JP9131507A
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English (en)
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Taketo Nakano
武登 中野
Minoru Kodama
実 小玉
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Kajima Corp
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Kajima Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/59Biological synthesis; Biological purification

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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】気生微細藻類が付着した人工葉による効率的な
二酸化炭素固定方法及び装置の提供。 【解決手段】薄膜基体1の表面に気生微細藻類2を付着
させて人工葉3を形成する。透明容器7内に1枚以上の
人工葉3を配設し、太陽光Sの照射下で透明容器7に大
気を通し、大気を付着微細藻類2と接触させることによ
り大気中の二酸化炭素を付着微細藻類2に固定する。必
要に応じ、水分及び/又は栄養源を透明容器7へ補給
し、さらに透明容器7内の空気をファンにより拡散させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微細藻類による二酸化炭
素固定方法及び装置に関し、とくに大気中の二酸化炭素
(CO2)を効率よく固定又は吸収して地球温暖化を防止
するための微細藻類による二酸化炭素固定方法及び装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】石油や石炭等の化石燃料を燃焼して利用
している各種産業、例えば火力発電所等では、二酸化炭
素が大量に発生し、これが環境問題として地球温暖化現
象を招いているといわれている。環境保全のため、二酸
化炭素を生物利用により固定又は吸収する方法として、
従来から水中で培養微細藻類にこれを固定させる研究が
行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】水中で微細藻類を培養
して二酸化炭素の固定に供する場合、大規模なプールや
タンクを必要とし、さらに特殊な集光装置等も必要にな
ってくる。このため、用地の取得、設備の大規模化によ
る費用増大等の問題点があった。また、自然の葉は気孔
を通してガスと接触し太陽光による光合成を行なってい
るので、葉の表面積のうち気孔の部分のみが二酸化炭素
固定に有効であるため、固定量に限界があった。このこ
とから大きな受光面積を持った光合成装置を開発する必
要があった。
【0004】そこで本発明の目的は、気生微細藻類を薄
膜基体全面に付着させた人工葉による効率的な二酸化炭
素固定方法及び装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の水
中微細藻類による二酸化炭素の固定における前記問題点
は大気中で二酸化炭素を固定させることにより対処でき
ること、及び自然の葉における気孔での二酸化炭素固定
による限界を基体全面での二酸化炭素固定が可能な人工
葉により対処できることに注目して本発明を完成した。
【0006】図1及び2を参照するに、本発明による微
細藻類による二酸化炭素固定方法は、薄膜基体1の表面
に気生微細藻類2を付着させた人工葉3を透明容器7内
に配設し、大気を太陽光S照射下の透明容器7に通して
微細藻類2と接触させることにより大気中の二酸化炭素
を微細藻類2に固定してなるものである。また、図4〜
6を参照するに、太陽光集光装置26及び/又は人工光源
27から受光して人工葉3の全面に均一に光を照射する光
ファイバー23を設け、昼夜を問わず照度が不足した場合
に照射光を増強することも可能である。
【0007】人工葉3に用いられる気生微細藻類2と
は、その光合成作用により大気から二酸化炭素を取込み
独立栄養を営む光合成微生物であり、例としてKlebsorm
idiumflaccidiumChlorella luteoviridisApatococc
us lobatusChlorella reisigliiPalmogroea sp.、P
almellococcus reniformisDesmococcus vulgarisSc
otiellopsis terrestris等を挙げることができる。好ま
しくは、特殊な野外環境(樹皮上、岩上、人工構築物上
など)で生育する気生微細藻類を利用する。
【0008】また、本発明による微細藻類による二酸化
炭素固定装置は、薄膜基体1の表面に気生微細藻類2を
付着させた人工葉3、1枚以上の人工葉3を間隙20を介
して内部に保持する透明容器7、及び前記間隙20の対向
端に臨む透明容器7の部位に穿った1対の出入口11a、1
2aを備えてなるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図3を参照するに、野外環境Nで
気生微細藻類2に属する藻株を藻株分離過程4で分離
し、その中からさらに二酸化炭素を効率よく吸収する藻
株を選択する。選択された気生微細藻類2を水に懸濁し
た藻細胞懸濁液10(図3参照)を、例えば図7及び8の
ポンプ・タイマー21に接続したスプレーノズル8によ
り、薄膜状の基体1の両面又は片面へスプレーして人工
葉3とする。又は、本出願人の出願に係る特開平8-2376
4号公報に記載されたように、培養容器5内の藻細胞懸
濁液10に基体1を浸漬し、基体1に気生微細藻類2を付
着させて人工葉3とする。
【0010】好ましくは、図3に示すように懸濁液10中
の気生微細藻類2を液体培養容器6により増殖させて高
濃度にした上でスプレーして人工葉3を形成した後、そ
の人工葉3を例えば湿度100%の培養容器5(又は以下に
説明する養生時の透明容器7)に入れ基体1の表面で気
生微細藻類2を増殖させる。基体1はその表面に気生微
細藻類を付着させることができる膜状材料である。好ま
しくは、表面に気生微細藻類2の付着に適する微細な凹
凸がある基体1を使う。生分解フィルムを基体1として
使用することは更に好ましい。
【0011】こうして作成した人工葉3を、透明容器7
の中に各人工葉3の表面に間隙20をおきながら配置す
る。間隙20の対向端に臨む部位、例えば透明容器7の底
部と頂部とに、送入口11a及び排出口12aをそれぞれ穿
ち、送入管11及び排出管12をそれぞれ接続する。太陽光
Sを透明容器7内の人工葉3に照射した状態で、送入管
11から二酸化炭素含有空気を送り込み、その空気を間隙
20へ進入させ、人工葉3の気生微細藻類2と接触させ、
気生微細藻類2の光合成作用により二酸化炭素を気生微
細藻類2に固定する。二酸化炭素が除去された清浄空気
が排出口12aを経て排出管12へ送出される。
【0012】人工葉3はその表面全体が気生微細藻類2
により二酸化炭素固定の活性を有するので、自然の葉に
比し面積効率が高い。また気生微細藻類2は、水中培養
の場合のような大きなプールを必要としないので設備床
面積の面からも効率的である。
【0013】こうして本発明の目的である「気生微細藻
類を薄膜基体全面に付着させた人工葉による効率的な二
酸化炭素固定方法及び装置」の提供が達成される。
【0014】
【実施例】図3を参照するに、気生微細藻類2を好まし
くは、樹木Tの樹皮上、人工構造部Aの表面上、岩(図
示せず)の表面上などから採取し、人工葉3に付着させ
た微細藻類2を、水中ではなく、大気中で二酸化炭素固
定作用について活性の高い藻株のものとする。特に大気
中で微量の水分と栄養分とにより活性を維持する藻株
や、高温でも活性を保つ藻株を選ぶ。藻株によっては、
淡水のみならず塩分を含んだ水でも活性を維持するが、
これは淡水の得難い砂漠のような場所での前記人工葉3
の提供を可能にする。
【0015】好ましくは、人工葉3を一定期間養生した
上透明容器7内に配設する。この養生のための装置は、
図2の透明容器7から送入管11、送入口11a、排出管1
2、排出口12a、及びガス拡散ファン13を取り除いたもの
とすることができる。即ち、人工葉3の養生を、例えば
100%の所定湿度の容器内で太陽光照射あるいは光源から
の光ファイバー投光のもとで行ない、その養生後の人工
葉3を透明容器7内に配設し、二酸化炭素固定に供す
る。人工葉3の養生のための容器には、水分栄養源の補
給を選択的に行なうことができる。
【0016】本発明で使われる人工葉3には、各種の気
生微細藻類2を付着させることができ、例えば緑藻類、
黄緑藻類、真正眼点藻類、ラン藻類などを使用すること
ができる。また気生の微細藻類だけでなく、土壌中の微
細藻類をも採取して二酸化炭素固定能が大である藻類を
人工葉3に付着させてもよい。さらに、基体1への付着
の強化などのため、粘着性物質を分泌する性質のある土
中の菌類又は他の同様な菌類を気生微細藻類2に混入し
てもよい。
【0017】図2及び5に示すように、好ましくは人工
葉垂下金具22を透明容器7に設け、複数枚の人工葉3を
その金具22により適当な間隔20を隔てて透明容器7内に
垂下し、微細藻類2の濃度が高い環境内で二酸化炭素の
固定を行なう。
【0018】二酸化炭素と気生微細藻類2との接触を促
すため、透明容器7に図2に示すようにガス拡散ファン
13を設ける。同図の例では、気生微細藻類2にとって好
ましい湿度を保つために、透明容器7の低部に保湿用水
14を溜めてある。必要に応じ、保湿用水14の水位を自動
制御により一定に保つことも可能である。さらに、気生
微細藻類2の活性を維持するため、適当な補給源からの
水分・栄養源供給管15を透明容器7に接続することがで
きる。水分・栄養源供給管15の透明容器7側の端末を、
隣接人工葉3の間隔20毎に設けたスプレーノズル8に接
続すれば、多数の人工葉3に対する水分・栄養源の補給
の一様化を図ることがきる。
【0019】二酸化炭素の固定に使用した後の気生微細
藻類2は、人工葉3の表面から掻き落として肥料、飼
料、土壌改良材などとして再利用することができる。
【0020】図9は、二酸化炭素を発生する工場16の煙
突17から出る排ガスEに対する二酸化炭素固定システム
の一例を示す。排ガスEをガス浄化装置18で有害成分除
去により浄化した後、本発明の微細藻類による二酸化炭
素固定装置で二酸化炭素除去処理を施した上で排出管12
へ送出する。この場合、各透明容器7での水分補給量が
少ないので、透明容器7が軽量であり、人工葉3が配設
された透明容器7を多段に立体配置し、大きな処理容量
を比較的容易に実現することができる。この例では水分
・栄養供給源装置19が、供給管15を介して透明容器7内
の気生微細藻類に対し、活性維持用の水分と栄養源とを
補給する。
【0021】また図4〜6に示した実施例では、曇天や
夜間の照度不足の時にも二酸化炭素固定を行なわせるた
め、別途設置された太陽光集光装器26及び/又は人工光
源27からの光を、光ファイバー23により人工葉3に照射
する。この場合、光ファイバー23は、太陽光集光器26及
び/又は人工光源27に対向する受光部と透明容器7内の
人工葉3に対向する投光部とを端末に有しその間に光を
伝送する。さらに人工葉3の周囲照度を照度センサー24
で測定・監視し、照度不足の検出に応答して光ファイバ
ー23の受光部の受光量又は人工光源27の発光量をレギュ
レーター25により調節することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の微細藻類
による二酸化炭素固定方法及び装置は、気生微細藻類が
付着した人工葉を使うので、次の顕著な効果を奏する。
【0023】(イ)軽量で床面積の小さな二酸化炭素除去
装置が可能になる。 (ロ)気生微細藻類を使うので、活性維持に要する水分・
栄養源の補給が僅かで足りる。 (ハ)プール等を含まないので広い敷地が不要であり、立
体的積み上げが可能であり、狭い用地内に処理能力の大
きな装置を設けることができる。
【0024】(ニ)気孔でガス吸収する自然の葉に比し、
人工葉は葉の表面全体でガスと接触するので、著しく効
率が高い。 (ホ)二酸化炭素固定後の微細藻類を、肥料、飼料、土壌
改良材などとして活用できる。 (ヘ)使用後の人工葉は再利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、人工葉の説明図である。
【図2】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図3】は、人工葉を形成する過程の説明図である。
【図4】は、本発明の他の実施例の上面図である。
【図5】は、図4の実施例の側面図である。
【図6】は、図4の実施例の横面図である。
【図7】は、基体に気生微細藻類を吹き付ける装置の図
式的横面図である。
【図8】は、図7の装置の図式的側面図である。
【図9】は、工場排ガスに対する二酸化炭素除去システ
ムの説明図である。
【符号の説明】
1…基体 2…気生微細藻類 3…人工葉 4…藻株分離過程 5…培養容器 6…液体培養槽 7…透明容器 8…スプレーノズル 10…藻細胞懸濁液 11…送入管 12…排出管 13…ガス拡散ファン 14…保湿用水 15…水分・栄養源供給管 16…工場 17…煙突 18…ガス浄化装置 19…水分・栄養源の供給装置 20…間隔 21…ポンプ・タイマー 22…人工葉垂下金具 23…光ファイバー 24…照度センサー 25…レギュレーター 26…太陽光集光器 27…人工光源

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気生微細藻類を薄膜基体の表面に付着させ
    た人工葉を透明容器内に配設し、大気を太陽光照射下の
    前記透明容器に通して前記微細藻類と接触させることに
    より大気中の二酸化炭素を前記微細藻類に固定してなる
    微細藻類による二酸化炭素固定方法。
  2. 【請求項2】請求項1の二酸化炭素固定方法において、
    前記人工葉を所定湿度の容器内で太陽光及び/又は人工
    光の照射により養生した後、前記透明容器内に配設して
    なる微細藻類による二酸化炭素固定方法。
  3. 【請求項3】気生微細藻類を薄膜基体の表面に付着させ
    た人工葉、1枚以上の前記人工葉が表面に間隙をおいて
    配設された透明容器、及び前記間隙の対向端に臨む前記
    透明容器の部位に穿った1対の出入口を備えてなる微細
    藻類による二酸化炭素固定装置。
  4. 【請求項4】請求項3の二酸化炭素固定装置において、
    気生微細藻類に粘着物質分泌能のある菌類を混合して作
    成された人工葉による二酸化炭素固定装置。
  5. 【請求項5】請求項3の二酸化炭素固定装置において、
    前記透明容器にガス拡散ファン及び/又は水分・栄養源
    供給手段を設けてなる微細藻類による二酸化炭素固定装
    置。
  6. 【請求項6】請求項3の二酸化炭素固定装置において、
    太陽光集光器及び/又は人工光源に対向する受光部と前
    記透明容器内の人工葉に対向する投光部とを端末に有す
    る光ファイバー、並びに前記人工葉の周囲照度に応じて
    前記光ファイバーの受光部の光量を調節するレギュレー
    ターを設けてなる微細藻類による二酸化炭素固定装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2456800A (en) * 2008-01-24 2009-07-29 Robert Charles Wilson An atmospheric carbon dioxide reducing system
JP2011156475A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Central Res Inst Of Electric Power Ind 排出co2を固定した藻類の地中隔離による二酸化炭素削減システム
JP2013153744A (ja) * 2012-01-06 2013-08-15 Ccs Inc 微生物培養システム及び微生物の培養方法
WO2016175302A1 (ja) * 2015-04-30 2016-11-03 富士フイルム株式会社 微細藻類の培養物の培養及び回収方法
US20200338497A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Claude Steven McDaniel Devices, facilities, methods and compositions for carbon dioxide capture, sequestration and utilization

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