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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188712
(43)【公開日】2022-12-21
(54)【発明の名称】発電装置
(51)【国際特許分類】
H01M 8/16 20060101AFI20221214BHJP
H02N 99/00 20060101ALI20221214BHJP
H01M 8/02 20160101ALI20221214BHJP
【ＦＩ】
H01M8/16
H02N99/00
H01M8/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021096966
(22)【出願日】2021-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】593006630
【氏名又は名称】学校法人立命館
(74)【代理人】
【識別番号】100111567
【弁理士】
【氏名又は名称】坂本 寛
(72)【発明者】
【氏名】田口 耕造
(72)【発明者】
【氏名】グエン トラン ダン
【テーマコード（参考）】
5H126
【Ｆターム（参考）】
5H126JJ03
(57)【要約】
【課題】アノード電極を容易に取り換え可能な発電装置を提供する。
【解決手段】発電装置１００は、微生物の代謝反応を利用して発電する発電装置であって、アノード電極Ａを取り付け可能なアノードホルダ１２と、アノードホルダに取り付けられたアノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極Ｃを取り付け可能なカソードホルダ１３と、を備え、アノードホルダは、アノード電極を着脱自在に構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】発電装置１００は、微生物の代謝反応を利用して発電する発電装置であって、アノード電極Ａを取り付け可能なアノードホルダ１２と、アノードホルダに取り付けられたアノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極Ｃを取り付け可能なカソードホルダ１３と、を備え、アノードホルダは、アノード電極を着脱自在に構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
微生物の代謝反応を利用して発電する発電装置であって、
アノード電極を取り付け可能なアノードホルダと、
前記アノードホルダに取り付けられた前記アノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極を取り付け可能なカソードホルダと、を備え、
前記アノードホルダは、前記アノード電極を着脱自在に構成されている
発電装置。
アノード電極を取り付け可能なアノードホルダと、
前記アノードホルダに取り付けられた前記アノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極を取り付け可能なカソードホルダと、を備え、
前記アノードホルダは、前記アノード電極を着脱自在に構成されている
発電装置。
【請求項2】
微生物が存在する環境に差し込むための差込部材をさらに備え、
前記アノードホルダは、前記差込部材に設けられている
請求項１に記載の発電装置。
前記アノードホルダは、前記差込部材に設けられている
請求項１に記載の発電装置。
【請求項3】
前記カソードホルダは、前記差込部材に対して相対位置が可変に前記カソード電極を取り付け可能である
請求項２に記載の発電装置。
請求項２に記載の発電装置。
【請求項4】
前記差込部材は、内部に、前記カソードホルダに取り付けられた前記カソード電極に供給される排水を貯水するための貯水部を有する
請求項２に記載の発電装置。
請求項２に記載の発電装置。
【請求項5】
前記貯水部は、前記アノードホルダに取り付けられた前記アノード電極を通過して前記排水を外部に排水する排水口を有し、
前記カソードホルダは、前記貯水部の前記外部に設けられている
請求項４に記載の発電装置。
前記カソードホルダは、前記貯水部の前記外部に設けられている
請求項４に記載の発電装置。
【請求項6】
前記貯水部には、前記カソードホルダの位置に基づく目印が設けられている
請求項４又は５に記載の発電装置。
請求項４又は５に記載の発電装置。
【請求項7】
前記カソードホルダは、フロート部材を有する
請求項３に記載の発電装置。
請求項３に記載の発電装置。
【請求項8】
前記カソードホルダに取り付けられた前記カソード電極の移動を規制する規制部材をさらに備える
請求項７に記載の発電装置。
請求項７に記載の発電装置。
【請求項9】
前記差込部材は、１又は複数の、前記環境に差し込む方向に徐々に幅が狭くなるテーパー形状の凸部分を有する
請求項２～８のいずれか一項に記載の発電装置。
請求項２～８のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項10】
前記差込部材は、複数の前記凸部分を有し、
前記複数の前記凸部分それぞれに、前記アノードホルダが設けられている
請求項９に記載の発電装置。
前記複数の前記凸部分それぞれに、前記アノードホルダが設けられている
請求項９に記載の発電装置。
【請求項11】
前記差込部材には、前記アノード電極の挿入用スリットが設けられている
請求項２～１０のいずれか一項に記載の発電装置。
請求項２～１０のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項12】
前記差込部材には、前記アノードホルダに取り付けられた前記アノード電極と前記カソードホルダに取り付けられた前記カソード電極とを電気的に接続するための配線が配置されている
請求項２～１１のいずれか一項に記載の発電装置。
請求項２～１１のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項13】
生成した電力を供給する機器を支持する支持部材をさらに備える
請求項１～１２のいずれか一項に記載の発電装置。
請求項１～１２のいずれか一項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
微生物の代謝反応を利用して有機物である燃料を電気エネルギーに変換し、発電する発電装置がある。この発電装置は微生物燃料電池とも呼ばれる。微生物燃料電池は、アノード電極とカソード電極とを備えている。アノード電極は、燃料としての有機物が微生物によって分解されるときに発生する電子を回収する。回収された電子は、アノード電極から外部回路を経由してカソード電極へ移動される。また、アノード電極ではプロトンが発生する。アノード電極で発生したプロトンは、カソード電極へ移動した電子、及び、酸素と反応して、水を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１８１５８１号公報
【発明の概要】
【0004】
微生物燃料電池では、アノード電極表面で電子の受け渡しがされるため、発電が進むとアノード電極表面が劣化する場合がある。その場合、発電効率が低下する。そこで、アノード電極を容易に取り換え可能な発電装置が望まれる。
【0005】
ある実施の形態に従うと、発電装置は、微生物の代謝反応を利用して発電する発電装置であって、アノード電極を取り付け可能なアノードホルダと、アノードホルダに取り付けられたアノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極を取り付け可能なカソードホルダと、を備え、アノードホルダは、アノード電極を着脱自在に構成されている。
【0006】
更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
＜１．発電装置の概要＞
【0009】
（１）実施の形態に係る発電装置は、微生物の代謝反応を利用して発電する発電装置であって、アノード電極を取り付け可能なアノードホルダと、アノードホルダに取り付けられたアノード電極に電気的に接続されるようにカソード電極を取り付け可能なカソードホルダと、を備え、アノードホルダは、アノード電極を着脱自在に構成されている。
【0010】
アノードホルダがアノード電極を着脱自在に構成されていることによって、発電装置では、アノード電極を容易に取り換え可能となる。これにより、発電が進んでアノード電極表面が劣化した場合などにもアノード電極を容易に取り換えることができる。そのため、発電効率の低下を抑えることができる。
【0011】
（２）好ましくは、発電装置は、微生物が存在する環境に差し込むための差込部材をさらに備え、アノードホルダは、差込部材に設けられている。微生物が存在する環境は、一例として、微生物が存在する土壌である。その場合、差込部材は土壌に差し込んで用いられる。これにより、発電装置での微生物の代謝反応を利用しての発電がしやすくなる。
【0012】
（３）好ましくは、カソードホルダは、差込部材に対して相対位置が可変にカソード電極を取り付け可能である。これにより、カソード電極の位置を適した位置にしやすくなる。
【0013】
（４）好ましくは、差込部材は、内部に、カソードホルダに取り付けられたカソード電極に供給される排水を貯水するための貯水部を有する。排水は微生物が分解する有機物を含む液体であって、例えば、台所の廃液などであってもよい。これにより、発電装置では、排水に含まれる有機物を用いて発電が行われる。
【0014】
（５）好ましくは、貯水部は、アノードホルダに取り付けられたアノード電極を通過して排水を外部に排水する排水口を有し、カソードホルダは、貯水部の外部に設けられている。これにより、貯水部に貯水された排水は、アノード電極を通過して土壌などの微生物が存在する環境に排出される。そのため、有機物が微生物によって分解されるときに発生する電子が、アノード電極で回収されやすくなる。また、カソードホルダが貯水部の外部に設けられていることによって、カソード電極が排水に水没しないようにできる。それにより、カソード電極をエアカソードとして用いることができる。
【0015】
（６）好ましくは、貯水部には、カソードホルダの位置に基づく目印が設けられている。これにより、貯水部に注入する排水の量の目安とすることができ、カソード電極を排水に水没させないようにできる。
【0016】
（７）好ましくは、カソードホルダは、フロート部材を有する。これにより、カソード電極を水面に浮かせた状態とすることができ、カソード電極に空気を供給することができる。
【0017】
（８）好ましくは、発電装置は、カソードホルダに取り付けられたカソード電極の移動を規制する規制部材をさらに備える。移動の規制は、例えば、上下位置の規制、水平位置の規制などである。これにより、カソード電極の位置が水流や水量によって不適切な位置となることを防ぐことができる。
【0018】
（９）好ましくは、差込部材は、１又は複数の、環境に差し込む方向に徐々に幅が狭くなるテーパー形状の凸部分を有する。これにより、発電装置は、差し込で用いやすくなる。
【0019】
（１０）好ましくは、差込部材は、複数の凸部分を有し、複数の凸部分それぞれに、アノードホルダが設けられている。これにより、発電装置に複数のアノード電極を取り付けることができる。なお、複数のアノード電極は、並列に接続されても直列に接続されてもよい。
【0020】
（１１）好ましくは、差込部材には、アノード電極の挿入用スリットが設けられている。これにより、アノード電極を容易に取り付け、取り外しすることができる。
【0021】
（１２）好ましくは、差込部材には、アノードホルダに取り付けられたアノード電極とカソードホルダに取り付けられたカソード電極とを電気的に接続するための配線が配置されている。これにより、発電装置においてアノード電極とカソード電極とが電気的に接続され、発電が可能になる。また、装置内で配線されることで、発電装置の携帯性が増し、外部環境など使用可能な環境が広がる。
【0022】
（１３）好ましくは、発電装置は、生成した電力を供給する機器を支持する支持部材をさらに備える。これにより、発電装置は生成した電力を機器に供給しやすくなる。
【0023】
＜２．発電装置の例＞
【0024】
［第１の実施の形態］
【0025】
【0026】
図３～図６は、発電装置１００の有する、差込部材１４を説明するための図である。図３は、差込部材１４の正面図である。図４は、差込部材１４の側面図である。図５は、差込部材１４の平面図である。図６は、図５のＡ－Ａ断面図である。
【0027】
図７～図９は、発電装置１００の有する、カソードホルダ１３を説明するための図である。図７は、カソードホルダ１３の正面図である。図８は、カソードホルダ１３の平面図である。図９は、図８のＢ－Ｂ断面図である。
【0028】
図１０は、発電装置１００の用いられ方を説明するための図である。発電装置１００は、微生物２０が有機物である燃料を分解する代謝反応を利用して発電を行う、いわゆる微生物電量電池であって、土壌Ｓを電解質（バイオ燃料）として使用する発電装置である。
【0029】
図１及び図２を参照して、発電装置１００は、アノード電極Ａを取り付け可能なアノードホルダ１２と、カソード電極Ｃを取り付け可能なカソードホルダ１３と、備えている。アノードホルダ１２及びカソードホルダ１３は、それぞれ、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃを脱着可能であって、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃを挿入するための挿入用スリット１２１，１３１を有している。
【0030】
アノード電極Ａは挿入用スリット１２１から挿入されることによってアノードホルダ１２に取り付けられ、挿入用スリット１２１から引き出されることによって取り外される。カソード電極Ｃは挿入用スリット１３１から挿入されることによってカソードホルダ１３に取り付けられ、挿入用スリット１３１から引き出されることによって取り外される。
【0031】
発電装置１００は、図１０のように、微生物２０が存在する環境に差し込んで用いられる。微生物２０が存在する環境は、一例として、微生物が存在する土壌Ｓである。すなわち、発電装置１００は、図１，図２の矢印Ｒの方向に、土壌Ｓに差し込んで用いられる。そこで、発電装置１００は、発電装置１００を微生物２０が存在する環境に差し込むための差込部材１４をさらに備える。矢印Ｒは、発電装置１００を土壌Ｓに差し込む方向を表す。
【0032】
差込部材１４は、筐体１４１を有する。筐体１４１は、高分子体によって形成され、例えば、３Ｄプリンタなどを用いて形成される。これにより、後述する凸部分１４Ａなどの複雑な形状も容易に形成される。
【0033】
好ましくは、筐体１４１は、生分解性の高分子体で形成される。生分解性の高分子体は、例えば、ポリラクチドなどである。これにより、微生物などにより分解され、発電装置１００を外部環境に設置した場合にも、外部環境への影響を抑えることができる。
【0034】
筐体１４１の内部は貯水部１４２を構成している。貯水部１４２は、排水（廃液）３０を貯水するために用いられる。排水３０は微生物２０が分解する有機物を含む液体であって、一例として、台所の廃液などが想定される。排水３０は、後述するように、カソードホルダ１３に取り付けられたカソード電極Ｃに供給される。
【0035】
貯水部１４２、つまり、筐体１４１の内部には、第１スティック１４４及び第２スティック１４５が設けられている。スティック１４４，１４５は、筐体１４１の内面から棒状に突出した部分であって、一例として、反対側の面までつなぐ棒状部材である。
【0036】
第１スティック１４４は、差込部材１４に連結するカソードホルダ１３の最下端の位置又は、それよりも低い位置に設けられている。第１スティック１４４が示す位置Ｔ２は、貯水部１４２に排水３０を注入する際の目印であって、位置Ｔ２まで排水３０が注入する目印として用いられる。
【0037】
第２スティック１４５は、アノードホルダ１２に取り付けたアノード電極Ａよりも上方となる位置に設けられている。第２スティック１４５が示す位置Ｔ１は、貯水部１４２の排水が減少し、追加する際の目印であって、位置Ｔ１まで減少すると排水を注入する目印として用いられる。これにより、位置Ｔ１より上方まで排水の液面が維持されるようになり、アノード電極Ａの前面が排水に接触した状態が維持される。その結果、発電効率を向上させることができる。
【0038】
差込部材１４は、矢印Ｒの方向に徐々に幅が狭くなるテーパー形状の凸部分１４Ａを有する。矢印Ｒの方向は、正面図に対して下向きである。これにより、発電装置１００は、土壌Ｓに下向きに差し込みやすくなる。
【0039】
アノードホルダ１２は、差込部材１４に設けられている。好ましくは、アノードホルダ１２は、凸部分１４Ａに設けられている。これにより、アノードホルダ１２に取り付けられたアノード電極Ａが土壌Ｓに接しやすくなる。
【0040】
好ましくは、差込部材１４は複数の凸部分１４Ａを有し、複数の凸部分１４Ａそれぞれにアノードホルダ１２が設けられている。図示された発電装置１００では、差込部材１４は２つの凸部分１４Ａを有し、２つの凸部分１４Ａそれぞれにアノードホルダ１２が設けられている。これにより、発電装置１００には、複数のアノード電極Ａを取り付けることが可能になる。また、発電装置１００では、複数のアノード電極Ａを土壌Ｓに差し込むことができ、アノード電極Ａの土壌Ｓに対する接触がより多く得られる。
【0041】
凸部分１４Ａに挿入用スリット１２１が形成されている。好ましくは、挿入用スリット１２１は、各凸部分１４Ａに縦方向に設けられている。正面側の挿入用スリット１２１と背面側の挿入用スリット１２１とは、上端及び下端が、それぞれ、筐体１４１の内部において、下方縁部１２３及び上方縁部１２４で接続されている。
【0042】
下方縁部１２３及び上方縁部１２４は、挿入用スリット１２１から挿入されたアノード電極Ａを、それぞれ、下方及び上方から支持する。これにより、アノード電極Ａはアノードホルダ１２に取り付けられる。アノード電極Ａが筐体１４１の内部の貯水部１４２に取り付けられることによって、アノード電極Ａを貯水部１４２に貯水された排水に接触させることができる。
【0043】
凸部分１４Ａの側方には、排水口１２２が設けられている。これにより、貯水部１４２に貯水された排水は、排水口１２２から筐体１４１の外に排水され、発電装置１００が土壌Ｓに差し込まれていると、土壌Ｓ中の微生物２０に供給される。このとき、アノードホルダ１２にアノード電極Ａが取り付けられていると、排水は、アノード電極Ａを通過して土壌Ｓ中の微生物２０に供給される。また、アノードホルダ１２に取り付けられたアノード電極Ａを、土壌Ｓ中の微生物２０と接触させることができる。
【0044】
筐体１４１の上方には、カソードホルダ１３の後述する連結部材１３４を差し込むための連結口１４３が設けられている。連結部材１３４を連結口１４３に差し込むことで、カソードホルダ１３が差込部材１４に連結される。
【0045】
連結口１４３は、カソードホルダ１３を差込部材１４に対して相対位置を可変として連結させる機構を有する。連結させる機構の一例は、連結口１４３の高さ方向の長さを、連結部材１３４の厚みよりも長く構成することである。これにより、連結部材１３４の連結口１４３の高さ方向の位置が可変となり、その結果、カソードホルダ１３を差込部材１４に対して相対位置が可変に設けることができる。
【0046】
アノードホルダ１２に取り付けられたアノード電極Ａは、カソードホルダ１３に取り付けられたカソード電極Ｃに電気的に接続される。そのため、差込部材１４は、アノード電極Ａに接続された導線ＬＡを、アノードホルダ１２からカソードホルダ１３まで配線するための配線部１４６を有する。配線部１４６は、一例として、筐体１４１の内側にアノードホルダ１２からカソードホルダ１３まで連続して配置されて、内空１４６Ａを有する。これにより、内空１４６Ａに導線ＬＡを配置することで、アノードホルダ１２からカソードホルダ１３まで導線ＬＡを配線できる。
【0047】
カソードホルダ１３は、カソード電極Ｃの縁を保持する枠部１３２を有し、その正面側に挿入用スリット１３１が形成されている。これにより、枠部１３２の内部にカソード電極Ｃが挿入される。
【0048】
枠部１３２の、挿入用スリット１３１が形成されていない辺の内側には溝１３２Ｂが形成されている。挿入用スリット１３１から挿入されたカソード電極Ｃは、溝１３２Ｂに嵌まることによって、枠部１３２に保持される。カソード電極Ｃが枠部１３２に保持されることで、カソード電極Ｃの上面及び下面の枠部１３２に保持されていない部分はカソードホルダ１３から外部に露出させることができる。そのため、後述するように、上面は空気に接触させ、下面は排水に接触させることができる。
【0049】
枠部１３２は連結部材１３４に接続されている。好ましくは、カソードホルダ１３は２つの枠部１３２を有し、連結部材１３４はそれらの間をつなぐ。これにより、発電装置１００には２つのカソード電極Ｃが取り付けられる。その結果、発電効率を向上させることができる。
【0050】
枠部１３２は、連結部材１３４との境界位置に、引出口１３２Ａが形成されている。引出口１３２Ａは、枠部１３２に保持されたカソード電極Ｃに接続された導線ＬＣを枠部１３２から引き出すための部分であって、一例として、切り欠きである。これにより、枠部１３２に保持されたカソード電極Ｃから、接続された導線ＬＣを枠部１３２の外に引き出すことができる。
【0051】
連結部材１３４が差込部材１４の連結口１４３に差し込まれることで、２つの枠部１３２はいずれも差込部材１４から左右に張り出し、貯水部１４２の外部に設けられるようになる。
【0052】
好ましくは、連結部材１３４は、カソードホルダ１３の移動を規制する規制部材を有する。規制部材は、一例として、連結部材１３４の連結口１４３に接する面に設けられ、連結口１４３との間の摩擦を増加させる部材である。規制部材は、例えば、ゴム部材１３４Ａなどである。これにより、連結部材１３４は、連結口１４３に差し込まれた後、ゴム部材１３４Ａによって連結口１４３との間に生じる摩擦力によって移動が規制される。
【0053】
カソードホルダ１３に取り付けられたカソード電極Ｃは、アノードホルダ１２に取り付けられたアノード電極Ａに電気的に接続される。そのため、カソードホルダ１３は、カソード電極Ｃに接続された導線ＬＣを、アノードホルダ１２から配線された導線ＬＡに接続するための配線部１３５を有する。
【0054】
配線部１３５は、内空を有し、左右に連結された枠部１３２それぞれに向く面に、内空への挿入口１３５Ａを有する。左右の枠部１３２それぞれの引出口１３２Ａから引き出された導線ＬＣは、それぞれ、挿入口１３５Ａから配線部１３５の内空に挿入される。
【0055】
配線部１３５は、正面に内空への挿入口１３５Ｂを有する。配線部１４６の内空１４６Ａに配線され、上端から引き出された導線ＬＡは、挿入口１３５Ｂから配線部１３５の内空に挿入される。
【0056】
配線部１３５は、上面に引出口１３５Ｃを有する。配線部１３５の内空において導線ＬＡ及び導線ＬＣは結線されて、導線ＬＳが引出口１３５Ｃから上方に引き出される。
【0057】
配線部１３５は、生成した電力を供給する機器を支持する支持部材としても機能する。一例として、配線部１３５は、上面に生成した電力を供給する機器を固定可能なように構成されている。固定は、例えば、クリップなどである。生成した電力を供給する機器は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）電球などである。
【0058】
導線ＬＳが引出口１３５Ｃから上方に引き出されることによって、配線部１３５に支持された、生成した電力を供給する機器に導線ＬＳを容易に接続できる。これにより、生成した電力を容易に供給することができる。
【0059】
アノード電極Ａは、土壌Ｓ中の微生物２０が、排水３０中の有機物を取り込んで放出する電子を収集する電極体である。カソード電極Ｃは、炭素などの導電性を有する材料によって形成された電極体であればよい。
【0060】
アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃは、一例として、活性炭シートで構成された電極シートであって、例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）複合紙から形成される。ＣＮＴ複合紙は、紙の成分であるパルプ繊維にＣＮＴを分散させたものである。
【0061】
好ましくは、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃは、それぞれ、板状部材の導線ＬＡ，ＬＣの端部と、ＣＮＴ複合紙と、が積層された電極シートである。板状部材の導線ＬＡ，ＬＣの端部は、一例として、ステンレスメッシュである。アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃは、一例として、ステンレスメッシュを間に挟んだ２層の活性炭シートからなる。導線ＬＡ，ＬＣの端部としてステンレスメッシュなどの板状部材を用いることで、導線ＬＡ，ＬＣの端部を層構造の電極に挟みやすくなる。導線ＬＡ，ＬＣの端部を層構造の電極に挟むことによって、導線ＬＡ，ＬＣの電極との接続を容易にする。
【0062】
アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃは、一例として、ステンレスメッシュを６重量％の多層ＣＮＴ溶液に浸漬させて結合させ、その後、平らな容器に入れて乾燥させることによって生成される。６重量％の多層ＣＮＴ溶液は、例えば、６ｍｌの多層ＣＮＴ６％溶液に０．５ｇの炭素繊維、０．５ｇの活性炭粉末、及び、０．５ｇのセルロース繊維を加え、マグネチックスターラなどのスターラで回転数６００ｒｐｍを２０時間動作させること、などにより生成される。乾燥は、例えば、４０℃で２０時間程度、行われる。
【0063】
カソード電極Ｃには、エアカソードが用いられる。エアカソードは空気中の酸素を利用する。そのため、カソード電極Ｃは、カソードホルダ１３に、排水と外気との両方に触れるように取り付けられる。具体的には、図１０に表されたように、発電装置１００を、カソードホルダ１３の位置まで土壌Ｓに差し込み、かつ、貯水部１４２に排水３０をカソードホルダ１３の位置を超えない高さまで注入する。これにより、カソードホルダ１３に取り付けられたカソード電極Ｃの下面は排水３０に接し、上面は空気に接するようになる。その結果、カソード電極Ｃがエアカソードとして機能するようになる。
【0064】
発電装置１００は、図１０のように用いられ、発電する。すなわち、図１０を参照して、アノードホルダ１２にアノード電極Ａを取り付け、カソードホルダ１３にカソード電極Ｃを取り付け、微生物２０の存在する土壌Ｓに差込部材１４を差し込む。カソードホルダ１３は、カソード電極Ｃが土壌Ｓの上面と一致するように差込部材１４に連結され、位置が固定されている。
【0065】
土壌Ｓに差し込まれた発電装置１００の貯水部１４２に、位置Ｔ２まで排水３０を注入する。貯水部１４２に注入された排水３０は、図１０の矢印Ｔに示されたように、アノード電極Ａを通過して排水口１２２から筐体１４１の外に排水され、土壌Ｓ中の微生物２０に供給される。
【0066】
微生物２０は、排水３０に含まれる有機物３１を分解する。有機物３１が微生物２０によって分解されるときに発生する電子ｅ-は、アノード電極Ａで回収される。回収された電子ｅ-は、アノード電極Ａから導線ＬＡを経由してカソード電極Ｃへ移動される。なお、アノード電極Ａではプロトン（Ｈ+）が発生する。プロトンは、アノード電極Ａからカソード電極Ｃへ移動した電子ｅ-、及び、酸素と反応して、水を生じさせる。
【0067】
発電装置１００では、電子ｅ-の移動と反対方向に、カソード電極Ｃからアノード電極Ａに向かう電流が生じる。この電流をデジタル電圧信号に変換することにより、発電装置１００では、電気エネルギーが得られる。
【0068】
発明者らは、発電装置１００の発電能力を実証するための実証実験を行った。第１の実験では、注入する排水３０を下の第１の条件と第２の条件として、インキュベータ内で３０～３１℃に保った状態で、開回路電圧（ОＣＶ：Open Circuit Voltage）及び電力密度を測定した。開回路電圧は、時間変化を測定した。電力密度は、１０Ω～０．１５ｋΩの範囲で外部抵抗を変化させて測定した。
第１の条件：土壌Ｓに差し込み後、２４時間経過後に水道水を追加。その後、７２時間ごとに水道水を２０ｍｌずつ追加した。
第２の条件：土壌Ｓに差し込み後、２４時間経過後に米洗浄廃水を追加。その後、７２時間ごとに米洗浄廃水を２０ｍｌずつ追加した。
第１の条件：土壌Ｓに差し込み後、２４時間経過後に水道水を追加。その後、７２時間ごとに水道水を２０ｍｌずつ追加した。
第２の条件：土壌Ｓに差し込み後、２４時間経過後に米洗浄廃水を追加。その後、７２時間ごとに米洗浄廃水を２０ｍｌずつ追加した。
【0069】
土壌Ｓは、水田近くの排水路から採取した土を用い、そのパラメータは、ｐＨ：４．５、電気伝導率（ＥＣ：Electric Conductivity）：１．３６ｄＳ／ｍ、総炭素量（ＴＣ：Total Carbon）：８５，２００ｍｇ／ｋｇである。
【0070】
【0071】
図１１の結果より、排水３０として水道水を用いた場合（第１の条件）の最大開回路電圧は０．５７Ｖ、米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）の最大開回路電圧は０．８３Ｖが得られた。図１１の結果より、排水３０として米洗浄廃水を用いた方（第２の条件）が水道水を用いた方（第１の条件）よりも全体に開回路電圧が高く、時間が経過しても電圧の低下が少ないことが分かった。
【0072】
図１２の結果より、排水３０として水道水を用いた場合（第１の条件）、開始直後より徐々に最大電力密度が上昇して２４０時間経過後程度で変化がなくなるのに対して、排水３０として米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）、開始直後から最大開回路電圧が大きく増加し、１９０時間経過後程度に最大電力密度が低下することが分かった。米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）の最大力密度の最大は４９０ｍＷ／ｍ2程度得られた。
【0073】
第１の実験の結果より、発電装置１００においては、排水３０として水道水よりも米洗浄廃水を用いた方が発電効率が高いことが分かった。これは、水道水より米洗浄廃水の方が有機物３１が多く含まれるためと考えられる。
【0074】
排水３０として米洗浄廃水を用いた場合であっても、連続した発電は、開始後、１９０時間以内程度であることが分かった。これは、有機物３１の発酵によってアノード電極Ａ表面のｐＨが上昇し、それによって微生物２０の活性が低下する可能性が考えられる。
【0075】
第２の実験では、土壌Ｓとして砂質土を用い、注入する排水３０を下の第１の条件と第２の条件として、他は第１の実験と同条件にして開回路電圧（ОＣＶ：Open Circuit Voltage）及び電力密度を測定した。
第１の条件：土壌Ｓに差し込み後、４８時間経過後に水道水を追加。その後、電力密度測定ごとに水道水を追加した。
第２の条件：土壌Ｓに差し込み後、４８時間経過後に米洗浄廃水を追加。その後、電力密度測定ごとに米洗浄廃水を追加した。
第１の条件：土壌Ｓに差し込み後、４８時間経過後に水道水を追加。その後、電力密度測定ごとに水道水を追加した。
第２の条件：土壌Ｓに差し込み後、４８時間経過後に米洗浄廃水を追加。その後、電力密度測定ごとに米洗浄廃水を追加した。
【0076】
【0077】
図１３の結果より、排水３０として水道水を用いた場合（第１の条件）の最大開回路電圧は―０．１Ｖ、米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）の最大開回路電圧は０．６２Ｖが得られた。図１３の結果より、排水３０として水道水を用いた場合（第１の条件）には最大開回路電圧はほぼ０Ｖ付近で変化がないのに対して、米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）は開始から４８時間程度後に上昇し、高い電圧を維持することが分かった。
【0078】
図１４の結果より、排水３０として水道水を用いた場合（第１の条件）、最大力密度はほぼ０Ｖ付近で変化がないのに対して、米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）は開始から７０時間程度後に上昇し、２４０時間程度後に徐々に低下することが分かった。米洗浄廃水を用いた場合（第２の条件）の最大力密度の最大は１１０ｍＷ／ｍ2程度得られた。
【0079】
第１の実験と第２の実験との結果を比較して、土壌Ｓとして砂質土を用いるよりも水田近くの排水路から採取した土を用いた方が発電効率が高いことが分かった。これは、土壌Ｓ中の微生物２０が砂質土より水田近くの排水路から採取した土の方が多く含まれるためと考えられる。
【0080】
発電装置１００の筐体１４１は凸部分１４Ａを有することから、土壌Ｓに差し込みやすい。また、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃはそれぞれのホルダに容易に装着され、導線ＬＡ，ＬＣも容易に配線されることから持ち運びがしやすい。そのため、例えば、水田近くの排水路にも容易に持ち運び、土にも差し込んで用いることができる。
【0081】
発電装置１００では、アノードホルダ１２にアノード電極Ａが着脱可能に取り付けられるため、図１２の実験結果のように発電効率が低下してきた場合にも、アノード電極Ａを容易に取り換えることができる。そのため、高い発電効率を容易に維持させることができる。
【0082】
発電装置１００では、排水３０として米洗浄廃水が適している。同様に、台所廃水が適していると考えられる。そのため、米洗浄廃水などの排水のリサイクルが可能になり、環境への影響をよいものとすることができる。また、発電に係るコストを抑えることができる。
【0083】
［第２の実施の形態］
【0084】
図１５は、第２の実施の形態に係る発電装置３００の斜め上方からの概略斜視図である。図１６は、図１５の発電装置３００への、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃの取り付け方を表す概略斜視図である。図１７は、図１５の発電装置３００に、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃを取り付けた状態を表す概略斜視図である。
【0085】
図１８は、発電装置３００の平面図である。図１９は、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃそれぞれからの導線ＬＡ，ＬＣが配線された状態の発電装置３００の平面図である。図２０は、発電装置３００の側面図である。図２１は、発電装置３００の正面図である。図２２は、図１８のＣ－Ｃ断面図で あって、発電装置３００の有するアノードホルダ３４部分のみの断面図である。
【0086】
図２３は、発電装置３００の用いられ方を説明するための図である。発電装置３００は、微生物２０が有機物である燃料を分解する代謝反応を利用して発電を行う、いわゆる微生物電量電池であって、土壌Ｓを電解質（バイオ燃料）として使用する発電装置である。
【0087】
発電装置３００は、アノード電極Ａを取り付け可能なアノードホルダ３２と、カソード電極Ｃを取り付け可能なカソードホルダ３３と、備えている。アノードホルダ３２及びカソードホルダ３３は、それぞれ、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｃを脱着可能であって、アノードホルダ３２は、アノード電極Ａを挿入するための挿入用スリット３２１を有している。アノード電極Ａは挿入用スリット３２１から挿入されることによってアノードホルダ３２に取り付けられ、挿入用スリット３２１から引き出されることによって取り外される。
【0088】
発電装置３００は、図２３のように、微生物２０が存在する環境に差し込んで用いられる。微生物２０が存在する環境は、一例として、微生物が存在する土壌Ｓである。すなわち、発電装置３００は、図１５～図１７の矢印Ｒの方向に、土壌Ｓに差し込んで用いられる。そこで、発電装置３００は、発電装置３００を微生物２０が存在する環境に差し込むための差込部材３４をさらに備える。矢印Ｒは、発電装置３００を土壌Ｓに差し込む方向を表す。
【0089】
差込部材３４は、構造体３４１を有する。構造体３４１は、一例として、縦方向及び横方向の棒状部材の組み合わせによる格子形状である。詳しくは、構造体３４１は、側面方向に開口３２２を有する複数のフレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃ、及び、それらを上方で接続する連結部材３４１Ｄを有する。この例では、構造体３４１は、３つのフレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃを有する。構造体３４１は、高分子体によって形成され、例えば、３Ｄプリンタなどを用いて形成される。これにより、複雑な形状も容易に形成される。
【0090】
好ましくは、構造体３４１は、生分解性の高分子体で形成される。生分解性の高分子体は、例えば、ポリラクチドなどである。これにより、微生物などにより分解され、発電装置３００を外部環境に設置した場合にも、外部環境への影響を抑えることができる。
【0091】
各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃは、矢印Ｒの方向に徐々に幅が狭くなるテーパー形状の凸部分３４Ａを有する。矢印Ｒの方向は、正面図に対して下向きである。これにより、発電装置３００は、土壌Ｓに下向きに差し込みやすくなる。
【0092】
アノードホルダ３２は、差込部材３４に設けられている。好ましくは、アノードホルダ３２は、各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの凸部分３４Ａに設けられている。これにより、アノードホルダ３２に取り付けられたアノード電極Ａが土壌Ｓに接しやすくなる。
【0093】
また、各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの凸部分３４Ａにアノードホルダ３２が設けられていることにより、発電装置３００には、複数のアノード電極Ａを取り付けることが可能になる。また、発電装置３００では、複数のアノード電極Ａを土壌Ｓに差し込むことができ、アノード電極Ａの土壌Ｓに対する接触がより多く得られる。
【0094】
各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの凸部分３４Ａには、挿入用スリット３２１が形成されている。好ましくは、挿入用スリット３２１は、各凸部分３４Ａに縦方向に設けられている。正面側の挿入用スリット３２１と背面側の挿入用スリット３２１とは、下端が下方縁部３２３で接続されている。下方縁部３２３には溝３２３Ａが形成されている。これにより、アノード電極Ａは、正面及び背面では各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃに保持されて左右及び上下方向が固定され、開口３２２では下方縁部３２３によって下方向への落下が防がれるとともに、溝３２３Ａによって左右方向が固定される。
【0095】
各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの凸部分３４Ａの側方に開口３２２が形成されているため、アノードホルダ３２にアノード電極Ａを取り付け、発電装置３００を土壌Ｓに差し込むと、アノードホルダ３２に取り付けられたアノード電極Ａを、土壌Ｓ中の微生物２０と接触させることができる。
【0096】
アノードホルダ３２に取り付けられたアノード電極Ａは、カソードホルダ３３に取り付けられたカソード電極Ｃに電気的に接続される。そのため、差込部材３４の各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃには、アノード電極Ａに接続された導線ＬＡを、アノードホルダ３２からカソードホルダ３３まで配線するための配線溝３４２、及び、アノード電極Ａから導線ＬＡを引き出すための引出穴３４３が形成されている。
【0097】
引出穴３４３は、各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの正面側に開口し、開口３２２と連通した穴である。配線溝３４２は、引出穴３４３からカソードホルダ１３まで連続して各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの正面側に設けられた溝である。これにより、アノードホルダ３２に取り付けられたアノード電極Ａからは、引出穴３４３を通って導線ＬＡが各フレーム３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃに引き出される。引き出された導線ＬＡは、引出穴３４３からカソードホルダ１３まで配線溝３４２内に配置される。
【0098】
カソードホルダ３３は、カソード電極Ｃの周囲を保持する複数の脚部３３１と、複数の脚部３３１の上端が接続された上板部３３２と、を有する。複数の脚部３３１の下端は接続されていない。そのため、カソード電極Ｃを、複数の脚部３３１の下端側から内側に挿入することができる。
【0099】
複数の脚部３３１の少なくとも１つに、差込部材３４の連結部材３４１Ｄに連結するための連結部３３７が設けられている。連結部３３７は、例えば爪であって、連結部材３４１Ｄを連結部材３４１Ｄにかけることで、カソードホルダ３３を差込部材３４に対して着脱可能とする。カソードホルダ３３が差込部材３４に対して着脱可能であることによって、カソードホルダ３３に対してカソード電極Ｃが着脱可能となる。
【0100】
複数の脚部３３１のうちの、少なくとも正面側の脚部３３１の正面側の面に、下端から上端まで連続した配線溝３３３が形成されている。配線溝３３３は、カソードホルダ３３を差込部材３４に対して取り付けたときに、差込部材３４に形成されている配線溝３４２と連続する位置に設けられている。これにより、アノード電極Ａからの導線ＬＡが配線溝３４２内に配置されてカソードホルダ３３に到達し、配線溝３３３内に配置されて脚部３３１の上端まで達する。
【0101】
上板部３３２の上面には、生成した電力を供給する機器を支持する支持部３３６が形成されている。支持部３３６は、例えば、上板部３３２の上面に設けられた凹部であって、その中に機器をセットして用いる。
【0102】
配線溝３３３の上端付近には、脚部３３１の正面側の面から上板部３３２の上面まで貫通する引出口３３４が設けられている。これにより、配線溝３３３の上端まで配線された導線ＬＡは引出口３３４から上板部３３２の上面に引き出される。
【0103】
複数の脚部３３１のうちの、少なくとも１つの脚部３３１に、内側から上板部３３２の上面まで貫通する引出口３３５が設けられている。これにより、カソードホルダ３３に取り付けられたカソード電極Ｃからの導線ＬＣは引出口３３５から上板部３３２の上面に引き出される。
【0104】
上板部３３２の上面に導線ＬＡ，ＬＣが引き出されることによって、支持部３３６にセットされた機器に導線ＬＡ，ＬＣを容易に接続することができる。それにより、支持部３３６にセットされた機器に生成した電力を容易に供給することができる。
【0105】
アノード電極Ａは、第１の実施の形態に係る発電装置１００と同じ電極シートの多層構造である。一例として、アノード電極Ａは、６ｍｌの多層ＣＮＴ６％溶液によって付着された２層の電極シートからなる構造であってよい。なお、導線ＬＡは銅電線であってよい。
【0106】
カソード電極Ｃは、エアカソードが用いられる。カソード電極Ｃもまた、第１の実施の形態に係る発電装置１００と同じ電極シートの多層構造である。また、カソード電極Ｃは、イオン交換膜を含む。一例として、カソード電極Ｃは、１．５ｍｌの多層ＣＮＴ６％溶液と１０％のナフィオン（登録商標）との２対１の比率の混合物によって付着された３層の電極シートからなる構造であってよい。なお、導線ＬＣは、第１の実施の形態で用いられた電極と同様にステンレスメッシュであってよく、３層の電極シートの間に挟まれていてよい。
【0107】
カソード電極Ｃは、さらに、フロート部材Ｆに積層されて用いられる。一例として、カソード電極Ｃはフロート部材Ｆの下面に貼り付けて用いられる。フロート部材Ｆは、水に浮く部材であって、例えば、ポリエチレンフォームなどによって形成されている。
【0108】
フロート部材Ｆに貼り付けられたカソード電極Ｃをカソードホルダ３３に取り付け、図２３に示されたように発電装置３００を用いると、カソード電極Ｃは、フロート部材Ｆに生じる浮力によって水面に浮上する。そのため、カソードホルダ３３は、カソード電極Ｃを差込部材３４に対して相対位置が可変に取り付け可能である。
【0109】
カソード電極Ｃがフロート部材Ｆに生じる浮力によって水面に浮上し、上板部３３２に達すると、上板部３３２によってそれ以上の浮上が規制される。そのため、カソードホルダ３３の上板部３３２は、カソード電極Ｃの移動を規制する規制部材として機能する。
【0110】
カソード電極Ｃがフロート部材Ｆが受ける水流によって左右方向に移動し、カソード電極Ｃの周囲を保持する複数の脚部３３１のいずれかに達すると、脚部３３１によってそれ以上の左右方向の移動が規制される。そのため、カソードホルダ３３の複数の脚部３３１もまた、カソード電極Ｃの移動を規制する規制部材として機能する。これにより、カソード電極Ｃの位置が水流や水量によって不適切な位置となることを防ぐことができる。
【0111】
発電装置３００は、図２３のように用いられ、発電する。すなわち、図２３を参照して、アノードホルダ３２にアノード電極Ａを取り付け、カソードホルダ３３にカソード電極Ｃを取り付け、微生物２０の存在する、湿った土壌Ｓに差込部材３４を差し込む。差込部材３４は、アノードホルダ３２に取り付けられたアノード電極Ａが完全に土壌Ｓに埋まり、かつ、土壌Ｓ中の水３０Ａの水面がカソードホルダ３３の上板部３３２を越えない位置まで、土壌Ｓに差し込まれる。これにより、アノード電極Ａがより多く土壌Ｓと接触し、発電効率を向上させることができる。また、土壌Ｓ中の水３０Ａによって、フロート部材Ｆは水面まで浮き上がり、カソード電極Ｃが空気に触れるようになる。
【0112】
アノード電極Ａの表面に有機物３１が付着しているとき、土壌Ｓ中の微生物２０は、有機物３１を分解する。分解時に発生する電子ｅ-は、アノード電極Ａで回収される。回収された電子ｅ-は、アノード電極Ａから導線ＬＡを経由してカソード電極Ｃへ移動される。なお、アノード電極Ａではプロトン（Ｈ+）が発生する。プロトンは、アノード電極Ａからカソード電極Ｃへ移動した電子ｅ-、及び、酸素と反応して、水を生じさせる。
【0113】
発電装置３００では、電子ｅ-の移動と反対方向に、カソード電極Ｃからアノード電極Ａに向かう電流が生じる。この電流をデジタル電圧信号に変換することにより、発電装置１００では、電気エネルギーが得られる。
【0114】
発明者らは、発電装置３００の発電能力を実証するための実証実験を行った。第１の実験では、用いるアノード電極Ａを下の第１のアノード電極Ａと第２のアノード電極Ａとして、水で飽和した土壌Ｓを用い、インキュベータ内で３０～３３℃に保った状態で、第１の実施の形態と同様に開回路電圧（ОＣＶ）及び電力密度を測定した。
第１のアノード電極Ａ：０．５ｍｌのＬＢ培地をコーティングし、自然乾燥させたアノード電極Ａ
第２のアノード電極Ａ：ＬＢ培地をコーティングなしのアノード電極Ａ
第１のアノード電極Ａ：０．５ｍｌのＬＢ培地をコーティングし、自然乾燥させたアノード電極Ａ
第２のアノード電極Ａ：ＬＢ培地をコーティングなしのアノード電極Ａ
【0115】
なお、ＬＢ培地は、一例として、１０ｇ／ｌのグルコース、１０ｇ／ｌのトリプトン、５ｇ／ｌの酵母エキス、１０ｇ／ｌの塩化ナトリウム、及び、１０ｇ／ｌの水酸化ナトリウムを混合してｐＨ＝７．０に調整した、一般的なＬＢ培地が用いられた。ＬＢ培地は、有機物３１に相当し、第１のアノード電極Ａが有機物３１あり、第２のアノード電極Ａが有機物３１なしの条件となる。
【0116】
土壌Ｓは、水田近くの排水路から採取した土を用い、そのパラメータは、ｐＨ：４．５、電気伝導率（ＥＣ：Electric Conductivity）：１．３６ｄＳ／ｍ、総炭素量（ＴＣ：Total Carbon）：８５，２００ｍｇ／ｋｇである。
【0117】
第１の実験では、第１のアノード電極Ａ及び第２のアノード電極Ａそれぞれを用いて、土壌Ｓを交換し、第１のアノード電極Ａ及び第２のアノード電極Ａのいずれも交換することなく、１サイクルを３１２時間として、３サイクル（Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）、連続して開回路電圧（ОＣＶ）及び電力密度を測定した。
【0118】
第１の実験によって、図２４～図２７の結果が得られた。図２４は、第１のアノード電極Ａを用いて各サイクルで測定された開回路電圧（ОＣＶ）の時間変化を表している。図２５は、第２のアノード電極Ａを用いて各サイクルで測定された開回路電圧（ОＣＶ）の時間変化を表している。図２４及び図２５において、グレーの時間帯は放電していない時間帯、白の時間帯は放電している時間帯を表している。図２６は、第１のアノード電極Ａを用いて各サイクルで測定された最大電力密度の時間変化を表している。図２７は、第２のアノード電極Ａを用いて各サイクルで測定された最大電力密度の時間変化を表している。
【0119】
図２４及び図２５より、ＬＢ培地をコーティングしたアノード電極Ａ（第１のアノード電極Ａ）を用いた場合もＬＢ培地のコーティングのないアノード電極Ａ（第２のアノード電極Ａ）を用いた場合も、開回路電圧の最大出力と安定した状態には開始から概ね５日後に到達した。これは、開始から概ね５日くらいでアノード電極Ａの表面に微生物のフィルムが形成されるためと考えられる。
【0120】
図２４の結果より、ＬＢ培地をコーティングしたアノード電極Ａ（第１のアノード電極Ａ）を用いた場合、開回路電圧の最大値は、１回目のサイクル（Ｒ０）で得られた０．６Ｖであった。これに対して、図２５の結果より、ＬＢ培地のコーティングのないアノード電極Ａ（第２のアノード電極Ａ）を用いた場合、開回路電圧の最大値は、１回目のサイクル（Ｒ０）で得られた０．４８Ｖであった。
【0121】
図２６の結果より、ＬＢ培地をコーティングしたアノード電極Ａ（第１のアノード電極Ａ）を用いた場合、１回目のサイクル（Ｒ０）において開始から１週間後に最大電力密度が１３０ｍＷ／ｍ2が得られ、最大値となった。その後、２回目のサイクル（Ｒ１）、及び、３回目のサイクル（Ｒ２）では、最大電力密度の最大値が５０％程度、低下した。
【0122】
これに対して、図２７の結果より、ＬＢ培地のコーティングのないアノード電極Ａ（第２のアノード電極Ａ）を用いた場合には、各サイクルで得られた最大電力密度の最大値は６０～７０１３０ｍＷ／ｍ2程度であって、値が全体として第１のアノード電極Ａを用いた場合よりも低い。また、各サイクルで得られた最大電力密度の最大値に大きな変化がない。
【0123】
第１の実験より、アノード電極ＡにＬＢ培地をコーティングするなどの有機物３１の添加が発電効率を上昇させると考察される。また、有機物３１の添加したアノード電極Ａを交換しながら用いることが有効であると考察される。なお、実験後のアノード電極Ａの表面は、土壌Ｓに含まれるカルシウム、鉄、その他のミネラルが原因であると考えられる、硬い褐色の層で覆われていた。発電効率の低下は、有機物３１の不足に加えて、電極表面の劣化も考えられる。
【0124】
発電装置３００では、アノードホルダ３２にアノード電極Ａが着脱可能に取り付けられるため、アノード電極Ａを容易に取り換えることができる。そのため、高い発電効率を容易に維持させることができる。
【0125】
第２の実験では、用いるカソード電極Ｃを、フロート部材Ｆに取り付けられたカソード電極Ｃ（第１のカソード電極Ｃ）と、フロート部材Ｆに取り付けられず固定されたカソード電極Ｃ（第２のカソード電極Ｃ）として、第１の実験と同様の条件にて１サイクルのみ発電させて開回路電圧（ОＣＶ）を測定した。第２のカソード電極Ｃを用いたときは、カソード電極Ｃが土壌Ｓの表面より下に沈み、完全に水没した状態とした。
【0126】
第２の実験によって、図２８の結果が得られた。図２８は、第１のカソード電極Ｃ及び第２のカソード電極Ｃを用いて測定されたそれぞれの開回路電圧（ОＣＶ）の時間変化を表している。図２８において、グレーの時間帯は放電していない時間帯、白の時間帯は放電している時間帯を表している。
【0127】
図２８の結果より、カソード電極Ｃがフロート部材Ｆに取り付けられていた方が格段に開回路電圧が高いことが分かる。これは、カソード電極Ｃが水没することによってカソード電極に空気が供給されないためと考えられる。
【0128】
発電装置３００では、カソード電極Ｃがフロート部材Ｆに取り付けられているため、高い発電効率が得られることが実証された。
【0129】
＜３．付記＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【0130】
１２ ：アノードホルダ
１３ ：カソードホルダ
１４ ：差込部材
１４Ａ ：凸部分
２０ ：微生物
３０ ：排水
３０Ａ ：水
３１ ：有機物
３２ ：アノードホルダ
３３ ：カソードホルダ
３４ ：差込部材
３４Ａ ：凸部分
１００ ：発電装置
１２１ ：挿入用スリット
１２２ ：排水口
１２３ ：下方縁部
１２４ ：上方縁部
１３１ ：挿入用スリット
１３２ ：枠部
１３２Ａ ：引出口
１３２Ｂ ：溝
１３４ ：連結部材
１３４Ａ ：ゴム部材
１３５ ：配線部
１３５Ａ ：挿入口
１３５Ｂ ：挿入口
１３５Ｃ ：引出口
１４１ ：筐体
１４２ ：貯水部
１４３ ：連結口
１４４ ：第１スティック
１４５ ：第２スティック
１４６ ：配線部
１４６Ａ ：内空
３００ ：発電装置
３２１ ：挿入用スリット
３２２ ：開口
３２３ ：下方縁部
３２３Ａ ：溝
３３１ ：脚部
３３２ ：上板部
３３３ ：配線溝
３３４ ：引出口
３３５ ：引出口
３３６ ：支持部
３３７ ：連結部
３４１ ：構造体
３４１Ａ ：フレーム
３４１Ｂ ：フレーム
３４１Ｃ ：フレーム
３４１Ｄ ：連結部材
３４２ ：配線溝
３４３ ：引出穴
Ａ ：アノード電極
Ｃ ：カソード電極
Ｆ ：フロート部材
ＬＡ ：導線
ＬＣ ：導線
ＬＳ ：導線
Ｒ ：矢印
Ｓ ：土壌
Ｔ ：矢印
１３ ：カソードホルダ
１４ ：差込部材
１４Ａ ：凸部分
２０ ：微生物
３０ ：排水
３０Ａ ：水
３１ ：有機物
３２ ：アノードホルダ
３３ ：カソードホルダ
３４ ：差込部材
３４Ａ ：凸部分
１００ ：発電装置
１２１ ：挿入用スリット
１２２ ：排水口
１２３ ：下方縁部
１２４ ：上方縁部
１３１ ：挿入用スリット
１３２ ：枠部
１３２Ａ ：引出口
１３２Ｂ ：溝
１３４ ：連結部材
１３４Ａ ：ゴム部材
１３５ ：配線部
１３５Ａ ：挿入口
１３５Ｂ ：挿入口
１３５Ｃ ：引出口
１４１ ：筐体
１４２ ：貯水部
１４３ ：連結口
１４４ ：第１スティック
１４５ ：第２スティック
１４６ ：配線部
１４６Ａ ：内空
３００ ：発電装置
３２１ ：挿入用スリット
３２２ ：開口
３２３ ：下方縁部
３２３Ａ ：溝
３３１ ：脚部
３３２ ：上板部
３３３ ：配線溝
３３４ ：引出口
３３５ ：引出口
３３６ ：支持部
３３７ ：連結部
３４１ ：構造体
３４１Ａ ：フレーム
３４１Ｂ ：フレーム
３４１Ｃ ：フレーム
３４１Ｄ ：連結部材
３４２ ：配線溝
３４３ ：引出穴
Ａ ：アノード電極
Ｃ ：カソード電極
Ｆ ：フロート部材
ＬＡ ：導線
ＬＣ ：導線
ＬＳ ：導線
Ｒ ：矢印
Ｓ ：土壌
Ｔ ：矢印
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】