ビール工場の排水で発電――九州大とアサヒがバイオメタンガスを用いた長時間連続発電に成功

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ビール工場排水を利用した燃料電池(SOFC)による発電モデル

九州大学は2018年5月15日、アサヒグループホールディングス(以下、AGHD)との共同研究で、ビール工場の製造工程で生成される多量のバイオメタンガス(以下、バイオガス)を利用した固体酸化物形燃料電池(以下、SOFC)による、長時間連続発電に成功したと発表した。

SOFCは電解質にセラミックスなどの固形酸化物を用いた燃料電池で、エネルギー変換効率が高い発電手段として知られている。しかし、現在稼働しているSOFCのほとんどは化石燃料由来の水素または都市ガスを利用しているため、CO2排出量の削減効果は限定的だ。

九州大学とAGHDは、工場排水処理より得られるバイオガスを用いてSOFC発電を行い、効率よく電力を生成することで、さらなるCO2削減を目指すための共同研究を平成28年度に開始した。

バイオガスはカーボンニュートラルで環境に優しいガスとされている。しかし、ガス中に含まれる不純物がSOFCでの発電を阻害するため、安定的な電力を得るには不純物を除去する必要がある。

研究グループは、今回開発したバイオ燃料電池発電装置に、多様な燃料の使用が可能で高い発電効率が得られる三菱日立パワーシステムズ製のSOFC3素子セルを組み込んだ。そして、AGHD開発の不純物除去装置を使用して製造した精製バイオメタンガスを供給して、発電を行った。

不純物質除去装置の概要

発電は、現在までに2000時間を超えて順調に継続。発電を阻害する不純物の影響も確認されておらず、構築した発電モデルは実機レベルのSOFC発電システムに適用できるという。

この発電モデルが確立できれば、ビール工場に限らず幅広い食品工場のほか、嫌気性排水処理設備を導入している多くの工場や施設でも排水由来のバイオガスをSOFCで利用することが可能で、CO2排出量削減が期待できるという。

今後は、精製バイオメタンガスによる季節変動などの影響を評価するため、最長10000時間の長期連続発電試験を行うという。

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