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特開2024-31812微生物燃料電池用の電極の製造方法、微生物燃料電池用の電極、及び微生物燃料電池
(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】P2024031812
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】微生物燃料電池用の電極の製造方法、微生物燃料電池用の電極、及び微生物燃料電池
(51)【国際特許分類】
H01M 4/88 20060101AFI20240229BHJP
H01M 8/16 20060101ALI20240229BHJP
H01M 4/86 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
H01M4/88 C
H01M8/16
H01M4/86 M
H01M4/86 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023099681
(22)【出願日】2023-06-16
(31)【優先権主張番号】P 2022132715
(32)【優先日】2022-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】広瀬 創一朗
【テーマコード（参考）】
5H018
【Ｆターム（参考）】
5H018AA07
5H018AS07
5H018BB16
5H018EE02
5H018EE05
5H018EE08
5H018HH01
5H018HH02
(57)【要約】
【課題】電極の強度を確保するのに適した製造方法を提供する。
【解決手段】開示の方法は、微生物燃料電池用の電極の製造方法であって、カーボン粒子を有する原料液体を、電極を形成するための型に注入し、前記型に注入された前記原料液体を、固化させることで、電極を得る、ことを備える。
【選択図】図１
【解決手段】開示の方法は、微生物燃料電池用の電極の製造方法であって、カーボン粒子を有する原料液体を、電極を形成するための型に注入し、前記型に注入された前記原料液体を、固化させることで、電極を得る、ことを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カーボン粒子を有する原料液体を、電極を形成するための型に注入し、
前記型に注入された前記原料液体を、固化させることで、電極を得る、
ことを備える微生物燃料電池用の電極の製造方法。
前記型に注入された前記原料液体を、固化させることで、電極を得る、
ことを備える微生物燃料電池用の電極の製造方法。
【請求項2】
前記原料液体は、前記カーボン粒子がコロイド粒子として分散したコロイド溶液を含む
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
前記原料液体は、前記原料液体を固化させるためのバインダーを含む
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項4】
前記原料液体は、前記カーボン粒子を顔料として有するインクを含む
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項5】
前記インクは、墨汁である
請求項４に記載の製造方法。
請求項４に記載の製造方法。
【請求項6】
前記原料液体は、前記カーボン粒子よりも大きな粒子である骨材を更に含む
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項7】
前記骨材は、燻炭を含む
請求項６に記載の製造方法。
請求項６に記載の製造方法。
【請求項8】
前記原料液体は、銅を更に含む
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項9】
前記原料液体を固化させる前に、前記電極の端子となる部材の一部が、前記型に注入された前記原料液体に接触した状態にする
請求項１に記載の製造方法。
請求項１に記載の製造方法。
【請求項10】
前記型は、
第１方向に貫通した空間を囲むように形成された第１型と、
前記第１方向の両側の少なくともいずれか一方側において、前記空間を閉じるように前記第１型に接触する第２型と、
を備え、
前記原料液体を前記型に注入することは、前記第１型及び前記第２型によって囲まれる前記空間内に、前記原料液体を注入することであり、
前記製造方法は、前記原料液体が固化して得られた前記電極から、少なくとも前記第２型を離型することを更に備える
請求項１に記載の製造方法。
第１方向に貫通した空間を囲むように形成された第１型と、
前記第１方向の両側の少なくともいずれか一方側において、前記空間を閉じるように前記第１型に接触する第２型と、
を備え、
前記原料液体を前記型に注入することは、前記第１型及び前記第２型によって囲まれる前記空間内に、前記原料液体を注入することであり、
前記製造方法は、前記原料液体が固化して得られた前記電極から、少なくとも前記第２型を離型することを更に備える
請求項１に記載の製造方法。
【請求項11】
前記電極は、前記電極の周縁が前記第１型によって支持された支持体付き電極として得られる
請求項１０に記載の製造方法。
請求項１０に記載の製造方法。
【請求項12】
前記第１型は、前記空間内に注入された前記原料液体に接触するように設けられた電極端子部材を備える
請求項１０に記載の製造方法。
請求項１０に記載の製造方法。
【請求項13】
カーボン粒子と燻炭の粒子とがバインダーによって固着されてなる微生物燃料電池用の電極。
【請求項14】
請求項１３に記載の電極を備える微生物燃料電池。
【請求項15】
微生物燃料電池であって、
１又は複数のアノードと、
１又は複数のエアカソードと、
前記１又は複数のエアカソードを液に浮遊させるフロートを備える本体と、
を備え、
前記エアカソードは、一部が液面よりも上方の空気に接する第１面を有し、前記第１面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置するように前記本体に支持されている、
微生物燃料電池。
１又は複数のアノードと、
１又は複数のエアカソードと、
前記１又は複数のエアカソードを液に浮遊させるフロートを備える本体と、
を備え、
前記エアカソードは、一部が液面よりも上方の空気に接する第１面を有し、前記第１面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置するように前記本体に支持されている、
微生物燃料電池。
【請求項16】
前記本体は、前記本体の内部に前記液面が形成されるように液が進入可能な内部空間を有し、
前記エアカソードは、前記第１面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持されている、
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
前記エアカソードは、前記第１面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持されている、
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項17】
前記エアカソードは、前記第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有するプレート状であり、
前記第２面は、一部が前記液面よりも上方の空気に接し、前記第２面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置する
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
前記第２面は、一部が前記液面よりも上方の空気に接し、前記第２面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置する
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項18】
前記本体は、前記本体の内部に前記液面が形成されるように液が進入可能な内部空間を有し、
前記エアカソードは、前記第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有し、前記第１面及び前記第２面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持されている、
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
前記エアカソードは、前記第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有し、前記第１面及び前記第２面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持されている、
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項19】
前記第１面における前記一部は、前記第１面における前記他の一部よりも、面積が大きい、
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項20】
前記第１面における前記一部は、前記本体に対して上方に突出するよう前記本体に支持されている
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項21】
前記１又は複数のエアカソードは、複数のエアカソードであり、
前記本体は、前記複数のエアカソードそれぞれ又は前記複数のエアカソードそれぞれが備える支持体が挿入される複数のスロットを備える
請求項１５に記載の生物燃料電池。
前記本体は、前記複数のエアカソードそれぞれ又は前記複数のエアカソードそれぞれが備える支持体が挿入される複数のスロットを備える
請求項１５に記載の生物燃料電池。
【請求項22】
前記１又は複数のエアカソードは、複数のエアカソードであり、
前記本体は、前記複数のエアカソードを電気的に接続する配線を備える
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
前記本体は、前記複数のエアカソードを電気的に接続する配線を備える
請求項１５に記載の微生物燃料電池。
【請求項23】
前記第１面は、上下方向に平行な面である
請求項１５から請求項２２のいずれか１項に記載の微生物燃料電池。
請求項１５から請求項２２のいずれか１項に記載の微生物燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、微生物燃料電池用の電極の製造方法、微生物燃料電池用の電極、及び微生物燃料電池に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、微生物燃料電池を開示している。微生物燃料電池は、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、発電する装置である。微生物燃料電池は、電極として、アノード電極とカソード電極とを備えている。微生物燃料電池は、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アノード電極にて回収し、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せる。また、アノード電極において発生したプロトンは、カソード電極へ移動した電子と酸素と反応して水を生じさせる。
【0003】
特許文献１の電極は、薄いシート材によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１１７７４３号公報
【発明の概要】
【0005】
特許文献１のように電極がシート材によって形成されていると軽量化に有利である。しかし、比較的長期間、物理的な強度が求められる態様で電極が使用される場合には適さないことがある。
【0006】
したがって、電極の強度を確保するのに適した製造方法等が望まれる。
【0007】
本開示のある側面は、微生物燃料電池用の電極の製造方法である。開示の方法は、カーボン粒子を有する原料液体を、電極を形成するための型に注入し、前記型に注入された前記原料液体を、固化させることで、電極を得る、ことを備える。
【0008】
本開示の他の側面は、微生物燃料電池用の電極である。開示の電極は、カーボン粒子と燻炭の粒子とがバインダーによって固着されてなる。
【0009】
本開示の他の側面は、微生物燃料電池である。開示の微生物燃料電池は、前述の電極を備える。
【0010】
他の観点からみた微生物燃料電池は、１又は複数のアノードと、１又は複数のエアカソードと、前記１又は複数のエアカソードを液に浮遊させるフロートを備える本体と、を備える。前記エアカソードは、一部が液面よりも上方の空気に接する第１面を有し、前記第１面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置するように前記本体に支持されている。
【0011】
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】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜１．微生物燃料電池用の電極の製造方法、電極、及び微生物燃料電池＞
【0014】
（１）実施形態に係る方法は、微生物燃料電池用の電極の製造方法であって、カーボン粒子を有する液体を、電極を形成するための型に注入し、前記型に注入された前記液体を、固化させることで、電極を得る、ことを備える。実施形態に係る方法によれば、型に液体を注入し、固化させるというシンプルな操作によって、容易に電極を得ることができる。しかも、固化によって、硬い電極が得られるため、電極の強度を確保するのが容易である。型によって形成される電極の形状は、特に限定されないが、ブロック状であるのが好ましい。電極の厚さ（肉厚）の下限は特に限定されないが、例えば、３ｍｍ以上あるのが好ましく、５ｍｍ以上あるのがより好ましい。電極の厚さを十分に厚くすることで、電極の強度を高くすることができる。なお、電極の厚さの上限も特に限定されないが、例えば、２０ｍｍ以下であるのが好ましく、１５ｍｍ以下であるのがより好ましい。また、平面視における電極の形状も特に限定されず、例えば、矩形若しくはその他の多角形又は円形である。
【0015】
（２）前記原料液体は、前記カーボン粒子がコロイド粒子として分散したコロイド溶液を含むのが好ましい。
【0016】
（３）前記原料液体は、前記液体を固化させるためのバインダーを含むのが好ましい。
【0017】
（４）前記原料液体は、前記カーボン粒子を顔料として有するインクを含むのが好ましい。
【0018】
（５）前記インクは、墨汁であるのが好ましい。
【0019】
（６）前記原料液体は、前記カーボン粒子よりも大きな粒子である骨材を更に含むのが好ましい。
【0020】
（７）前記骨材は、燻炭を含むのが好ましい。
【0021】
（８）前記原料液体は、銅を更に含むのが好ましい。
【0022】
（９）前記原料液体を固化させる前に、前記電極の端子となる部材の一部が、前記型に注入された前記原料液体に接触した状態にするのが好ましい。
【0023】
（１０）前記型は、第１方向に貫通した空間を囲むように形成された第１型と、前記第１方向の両側の少なくともいずれか一方側において、前記空間を閉じるように前記第１型に接触する第２型と、を備え、前記原料液体を前記型に注入することは、前記第１型及び前記第２型によって囲まれる前記空間内に、前記原料液体を注入することであり、前記製造方法は、前記液体が固化して得られた前記電極から、少なくとも前記第２型を離型することを更に備えるのが好ましい。
【0024】
（１１）前記電極は、前記電極の周縁が前記第１型によって支持された支持体付き電極として得られるのが好ましい。
【0025】
（１２）前記第１型は、前記空間内に注入された前記原料液体に接触するように設けられた電極端子部材を備えるのが好ましい。
【0026】
（１３）実施形態に係る電極は、カーボン粒子と燻炭の粒子とがバインダーによって固着されてなる微生物燃料電池用の電極であり得る。
【0027】
（１４）実施形態に係る微生物燃料電池は、前記電極を備え得る。
【0028】
（１５）浮遊するエアカソードは、横置きより縦置きが有利である。かかる観点において、実施形態に係る微生物燃料電池は、１又は複数のアノードと、１又は複数のエアカソードと、前記１又は複数のエアカソードを液に浮遊させるフロートを備える本体と、を備え得る。前記エアカソードは、一部が液面よりも上方の空気に接する第１面を有し、前記第１面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置するように前記本体に支持されているのが好ましい。
【0029】
（１６）前記本体は、前記本体内部に前記液面が形成されるように液が進入可能な内部空間を有し得る。前記エアカソードは、前記第１面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持されているのが好ましい。
【0030】
（１７）前記エアカソードは、前記第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有するプレート状であり得る。前記第２面は、一部が前記液面よりも上方の空気に接し、前記第２面における他の一部が前記液面よりも下方の液中に位置し得る。
【0031】
（１８）前記本体は、前記本体内部に前記液面が形成されるように液が進入可能な内部空間を有し得る。前記エアカソードは、前記第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有し、前記第１面及び前記第２面が、前記内部空間に形成された前記液面に接するように前記本体に支持され得る。
【0032】
（１９）前記第１面における前記一部は、前記第１面における前記他の一部よりも、面積が大きいのが好ましい。
【0033】
（２０）前記第１面における前記一部は、前記本体に対して上方に突出するよう前記本体に支持されているのが好ましい。
【0034】
（２１）前記１又は複数のエアカソードは、複数のエアカソードであるのが好ましい。前記本体は、前記複数のエアカソードそれぞれ又は前記複数のエアカソードそれぞれが備える支持体が挿入される複数のスロットを備えるのが好ましい。
【0035】
（２２）前記１又は複数のエアカソードは、複数のエアカソードであるのが好ましい。前記本体は、前記複数のエアカソードを電気的に接続する配線を備えるのが好ましい。
【0036】
（２３）前記第１面は、上下方向に平行な面であるのが好ましい。
【0037】
＜２．微生物燃料電池用の電極の製造方法、電極、及び微生物燃料電池の例＞
【0038】
図１は、微生物燃料電池用の電極の製造方法の手順の一例を示している。電極を製造するには、まず、型１１，１２を組み立てる（ステップＳ１１）。そして、型１１，１２内の空間４０内に原料液体２３を注入し（ステップＳ１２）、注入された原料液体２３を固化させる。原料液体は、固化することによって電極３０になる（ステップＳ１３）。型１１，１２を用いて原料液体を固化させることで、ブロック形状の電極３０などの、所望の形状の電極３０が得られる。固化によって、硬い電極３０が得られるため、電極の強度を確保するのが容易であり、強度が必要とされるような態様での電極３０の使用、又は、長期の安定性が必要とされるような態様での電極３０の使用に好適である。とりわけ、ブロック形状の電極は、強固であり、有利である。
【0039】
図１に示す型１１，１２は、第１型１１と第２型１２とを備える。型１１，１２は、全体として、周壁と、周壁の下部を塞ぐ底部と、を備えており、周壁の上部に開口を有する。周壁と底部とに囲まれた内部空間４０へ、上部開口から原料液体が入れることが可能である。図１において、周壁は、第１型１１によって構成され、底部は、第２型１２によって構成される。第１型１１（上型１１）は、図１の上下方向Ａ（第１方向）に貫通した空間４０を囲むように形成された筒状又は枠状の形状を有する。第２型１２（下型１２）は、周壁を構成する第１型１１の下部開口を塞ぐように、第１型１１の下部に外嵌されて、第１型１１内の空間４０を、下側において閉じる。なお、空間４０の上側は、液体を入れた後に、図示しない他の部材によって、閉じられてもよいが、図１に示すように、空間４０の上側は、開放状態とすることで、原料液体の乾燥を促進して固化に要する時間を短くすることができる。
【0040】
第２型１２は、第１型１１に対して着脱自在に構成されている。第２型１２を第１型１１の下部に装着することで、電極３０を形成するための型１１，１２が組み立てられる。また、電極３０を形成した後に、第２型１２を第１型１１から取り外すのを容易にするために、第２型１２の型内面には、剥離シート１３が配置される。剥離シート１３は、型１１，１２の組み立ての際に、第１型１１と第２型１２との間に挟めばよい。なお、剥離シート１３に替えて、第２型１２の型内面に剥離剤が塗布されてもよい。
【0041】
原料液体の注入前に、第１型１１内には、電極の端子となる部材２０（電極端子部材２０）が配置される。部材２０は、固化した電極３０内に埋設される埋設部２１と、埋設部から、電極３０外へ延びる延出部２２と、を備える。部材２０の一部である埋設部２１が固化された電極３０内に位置することで、部材２０と電極３０とを一体的な状態にすることができる。延出部２２は、固化された電極３０から延びて、電極外部の電気回路に接続するための端子となる。
【0042】
部材２０は、金属などの導電性を有する材料によって構成されている。金属は、例えば、ステンレススチールである。部材２０のうち、少なくとも埋設部２１は、メッシュ形状に形成されている。メッシュは、上方から注入された原料液体に含まれる後述の骨材が、メッシュの目を通過できる程度の大きさを持つのが好ましい。なお、ここでは、一例として、部材２０全体が、ステンレススチールメッシュによって構成され得る。
【0043】
端子となる部材２０は、第１型１１に対して、予め、取り付けられていてもよい。すなわち、部材２０は、空間４０内に注入された原料液体に接触するように、第１型１１に設けられていてもよい。また、部材２０は、第１型１１とは分離して設けられていてもよい。分離して設けられた部材２０は、原料液体が注入される前に、第１型１１の空間４０内の所定位置に位置決めされるように配置され得る。
【0044】
電極３０を形成するための原料液体は、カーボン粒子を有する。カーボン粒子を有する原料液体を固化させることで、カーボン製の電極３０を形成できる。原料液体は、カーボン粒子がコロイド粒子として分散したコロイド溶液を含み得る。原料液体を固化させるためのバインダーを含み得る。
【0045】
原料液体は、カーボン粒子を顔料として有するインクを含み得る。インクは、顔料としてのカーボン粒子がコロイド粒子として分散したコロイド溶液である。一般に、インクは、顔料とバインダーとを含む。インクに顔料として含まれるカーボン粒子は、例えば、カーボンブラックである。インクに含まれるバインダーは、塗膜形成の主要素となる結合剤である。バインダーは、天然樹脂又は合成樹脂を主体として構成される。ここでは、バインダーは、原料液体を固化させるために用いられる。インクは、入手が容易であるため、電極を容易に形成できる。
【0046】
インクは、例えば、墨汁である。墨汁は、非常に安価であり、電極を低コストで製造できる。墨汁は、顔料として煤又はカーボンブラックを有し、バインダーとして、膠又は合成樹脂を有する。
【0047】
原料液体は、好ましくは、骨材を含み得る。骨材は、例えば、カーボン粒子よりも大きな粒子である。骨材は、固化の際における原料液体全体の収縮を小さくして、ブロック形状の電極３０を容易に製造するために有利である。また、骨材を用いることで、インクの量を少なくすることができる。さらに、骨材を用いることで、微生物燃料電池の出力も向上させることができる。
【0048】
骨材は、カーボン粒子よりも大きなカーボン粒子であるのが好ましい。この場合、骨材も電極として機能し得る。骨材は、燻炭を含むのが好ましい。燻炭の粒子は、骨材として好適である。燻炭は、もみ殻又は木屑を蒸し焼きにして炭化させたものである。燻炭は、安価であり、電極を低コストで製造できる。燻炭は、多孔性であり、微生物燃料電池用の電極材料として好適である。
【0049】
燻炭は、もみ殻燻炭であるのが好ましい。もみ殻燻炭は、非常に安価であり、電極を低コストで製造できる。また、もみ殻という廃棄物を、電極として有効活用できる。もみ殻は、例えば、イネのもみ殻（籾殻）であるのが好ましい。
【0050】
なお、燻炭は、原料液体に混合される前に、エッチングされるのが好ましい。エッチングによって、燻炭中のシリカが除去され、微生物燃料電池の出力を大きくすることができる。エッチングは、例えば、以下の手順によって行われる。まず、（１）、燻炭及びＮａＯＨを精製水中で攪拌させる。例えば、３ｇの燻炭と２ｇのＮａＯＨを８０ｍｌの精製水に入れて、１００℃で２４時間、攪拌させる。そして、（２）遠心分離機で、燻炭を取り出し、（３）取り出した燻炭を精製水に分散させた後、再び遠心分離で燻炭を取り出す。（４）取り出した燻炭を乾燥させる。乾燥は、例えば、６０℃で、２日から３日間行われる。（５）乾燥後の燻炭を乳鉢ですり潰す。
【0051】
なお、骨材を構成するカーボン粒子は、燻炭の粒子に限られるものではなく、活性炭の粒子など、他のカーボンの粒子であってもよい。
【0052】
以下では、原料液体として、墨汁にもみ殻燻炭を分散させたものを例として説明する。また、原料液体としては、アノード用原料液体と、カソード用原料液体と、を用いる。アノード用原料液体は、アノードとなる電極を製造するための液体である。カソード用原料液体は、カソードとなる電極を製造するための液体である。
【0053】
アノード用原料液体は、一例として、０．５ｇの燻炭の粒子を、２．０ｍｌの墨汁に分散させて得られる。カソード用原料液体は、一例として、１．３ｇの燻炭の粒子を、５．２ｇの銅墨汁に分散させて得られる。銅墨汁は、銅粉末を墨汁に分散させて得られる。銅墨汁は、一例として、１ｇの銅粉末を、３０ｇの墨汁に分散させて得られる。カソードとなる電極が銅を含有することで、カソードに殺菌作用を与えることができる。カソードが殺菌作用を有することで、カソードにおける微生物の発生を抑えることができ、電極性能を向上させることができる。なお、カソードは、銅に替えて、又は加えて、銅以外の他の殺菌成分を有していてもよい。
【0054】
ステップＳ１２において、組み立てられた型１１，１２内に、原料液体が注入される。注入された原料液体は、例えば、加熱することにより固化される。固化は、常温で放置することによって行われてもよいが、加熱によって固化を促進することができる。墨汁はバインダーを含有しているため、容易に固化する。固化は、例えば、６０℃で乾燥することで行われる。乾燥は、例えば、３時間程度で足りる。また、固化は、熱湯（例えば、１００℃）に型を浮かべて、放置することで行われてもよい。放置は、例えば、熱湯が冷めるまでの間でよく、冷めた後は、１日程度、自然乾燥するのが好ましい。
【0055】
原料液体は、少なくとも、型１１内の埋設部２１全体が浸漬するまで注入され得る。例えば、原料液体は、型１１，１２内の空間４０が満杯になるまで流し込まれ得る。したがって、原料液体が型１１，１２内に注入されると、部材の一部（埋設部２１）が、型１１，１２に注入された原料液体に接触した状態になる。なお、埋設部２１は、空間４０の底面（第２型１２）に対して、ほぼ平行に配置される。
【0056】
例えば、アノードを形成するための型１１，１２の内部空間４０が、平面視において矩形状であり、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×深さ７ｍｍである場合、約０．７ｍｌのアノード用原料液体が、満杯になるまで流し込まれる。０．５ｇの燻炭の粒子を２．０ｍｌの墨汁に分散させて得られたアノード用原料液体の場合、空間４０内に、約０．１６ｇの燻炭と０．６６ｍｌの墨汁が注入されることになる。
【0057】
また、カソードを形成するための型１１，１２の内部空間４０が、平面視において矩形状であり、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×深さ１２ｍｍである場合、約３．２ｍｌのカソード用原料液体が、第２型１２（底面）から８ｍｍの高さまで流し込まれる。１．３ｇの燻炭の粒子を５．２の銅墨汁（墨汁３０ｇと銅１ｇ）に分散させて得られたカソード用原料液体の場合、空間４０内に、約０．７５ｇの燻炭と、２．９３ｇの墨汁と、０．１ｇの銅と、が注入されることになる。
【0058】
型１１，１２内に注入された原料液体は、埋設部２１の下方及び上方の双方に存在するため、固化した原料液体２３（電極３０）は、上下から埋設部２１を挟み込んで強固に埋設部２１を保持する。
【0059】
なお、型１１，１２の上側から注入された原料液体に含まれる骨材は、埋設部２１のメッシュの目を通って、埋設部２１の下方にも存在し得る。したがって、骨材は、固化した電極３０全体において、ほぼ一様に分散した状態にある。
【0060】
注入された原料液体２３が固化して電極３０が得られると（ステップＳ１３）、第２型１２が離型される。すなわち、第２型１２が、第１型１１から取り外される。また、剥離シート１３も除去される。第１型１１は、原料液体２３の固化（固着）に伴い、電極３０に接着している。第１型１１は、電極３０の支持体として機能する。このように、図１の方法によれば、支持体１１（支持体は、枠体と呼んでもよい）付の電極装置１００が得られる。支持体１１は、例えば、電極３０の周縁を保護するため、電極３０の強度を補って、電極３０の耐久性を向上させることができる。
【0061】
また、図１の方法によれば、電極３０に端子２０が一体化されるため、端子２２付の電極装置１００が得られる。
【0062】
このように、図１の電極装置１００は、電極と、電極の支持体と、端子２２と、を一体的に備える電極装置である。
【0063】
図２から図７は、実施形態に係る電極３０（電極装置１００）を、浮遊型微生物燃料電池２００（floating microbial fuel cell）に用いた例を示している。浮遊型微生物燃料電池２００は、排水などの液体ＬＢに浮かべて使用される。
【0064】
図２から図４に示すように、微生物燃料電池２００は、アノード電極装置２１０とカソード電極装置２２０とを備える。アノード電極装置２１０は、アノード３０Ａと、アノード３０Ａの周縁でアノード３０Ａを支持する支持体２１１と、を備える。カソード電極装置２２０は、カソード３０Ｂと、カソード３０Ｂの周縁でカソードを支持する支持体２２１を備える。アノード３０Ａは、カソード３０Ｂの下方に配置され、液中で浮遊する。
【0065】
アノード電極装置２１０は、前述の型１１，１２にアノード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体２１１は、アノード３０Ａの製造時において、第１型１１として用いられる。
【0066】
カソード電極装置２２０は、前述の型１１，１２にカソード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体２２１は、カソード３０Ｂの製造時において、第１型１１として用いられる。なお、カソード３０Ｂは、微生物の増殖を抑制するため銅を含有する。
【0067】
図４及び図６に示すように、カソード３０Ｂの支持体２２１は、内側にカソード３０Ｂが位置するようカソード３０Ｂを支持する支持体本体２２１Ａと、支持体本体２２１Ａから外方に突出した突部２２１Ｂと、を備える。図示の支持体本体２２１Ａは、矩形枠状である。支持体本体２２１Ａは、内側にカソード３０Ｂが形成される空間２４０を有する。突部２２１Ｂは、矩形枠状の支持体本体２２１Ａにおける対向する２辺それぞれから、側方に突出している。
【0068】
微生物燃料電池２００は、微生物燃料電池２００に浮力を与えるためのフロート２５０を備える。フロート２５０は、例えば、カソード３０Ｂの上面が液体ＬＢ上の空気に触れ、カソード３０Ｂの下面が液体ＬＢに触れるように、微生物燃料電池を浮かせる。したがって、カソード３０Ｂは、空気中の酸素を利用するエアカソードとして機能する。
【0069】
図５に示すように、フロート２５０は、カソード電極装置２２０が挿入される挿入孔２５１を備える。挿入孔２５１は、フロート２５０（本体）の内部に形成された内部空間２５１である。挿入孔２５１は、支持体本体２２１Ａが挿入される第１挿入部２５１Ａと、突部２２１Ｂが挿入される第２挿入部２５１Ｂと、を備える。第１挿入部２５１Ａは、例えば、支持体本体２２１Ａが嵌め込まれるように支持体本体２２１Ａに対応した矩形状である。第２挿入部２５１Ｂは、例えば、突部２２１Ｂが嵌め込まれる溝（スロット）である。この挿入孔にカソード電極装置２２０が挿入されることで、カソード電極装置２２０とフロート２５０とが一体化する。なお、図６は、カソード電極装置２２０が備える支持体２２１を示している。この支持体２２１は、カソードの形成のための第１型１１として用いられる。
【0070】
図４及び図５に示すように、フロート２５０は、フロート２５０から下方に延びる脚２３０，２３０を備える。図４に示すように、アノード電極装置２１０は、脚２３０，２３０の下部に取り付けられる。アノード電極装置２１０は、脚２３０，２３０の下部に取り付けられていることで、その全体が、液体ＬＢ中に位置する。なお、図７は、アノード電極装置２１０備える支持体２１１を示している。この支持体２１１は、アノードの形成のための第１型１１として用いられる。
【0071】
フロート２５０及び脚２３０，２３０は、微生物燃料電池２００の本体を構成し得る。以上のように、微生物燃料電池２００は、フロート２５０を備える本体２５０，２３０と、本体２５０，２３０に支持されるアノード３０Ａ（アノード電極装置２１０）と、本体２５０，２３０に支持されるカソード３０Ｂ（カソード電極装置２２０）と、を備える。本体２５０，２３０には、１又は複数のアノード３０Ａ（アノード電極装置２１０）及び１又は複数のカソード３０Ｂ（カソード電極装置２２０）が支持され得る。
【0072】
液体ＬＢ中の微生物は、液体ＬＢ中に含まれる有機物を分解する。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ｅ-は、アノード３０Ａで回収される。回収された電子ｅ-は、アノード３０Ａから導線を経由してカソード３０Ｂへ移動する。なお、アノード３０Ａではプロトン（Ｈ+）が発生する。プロトンは、液中においてカソード３０Ｂ側へ移動し、アノード３０Ａからカソード３０Ｂへ移動した電子ｅ-、及び、空気中の酸素と反応して、水を生じさせる。
【0073】
電子ｅ-の移動と反対方向に、カソード３０Ｂからアノード３０Ａに向かう電流が生じる。負荷（Ｌｏａｄ）では、発生した電気エネルギーを利用して動作することができる。
【0074】
図８から図１０は、実施形態に係る電極３０（電極装置１００）を、土壌微生物燃料電池３００に用いた例を示している。土壌微生物燃料電池３００は、土壌中に含まれる有機物を用いた微生物燃料電池である。土壌微生物燃料電池３００では、アノードが、土壌中に配置され、土壌中の有機物と微生物によって発電がおこなわれる。なお、図８から図１０に示す土壌微生物燃料電池を、「垂直型」といい、後述の図１１から図１３に示す土壌微生物燃料電池を「水平型」という。垂直型では、アノードの表面が土壌中で垂直に配置される。垂直型では、電極厚さ方向が、水平になる。水平型では、アノードの表面が土壌中で水平に配置される。水平型では、電極厚さ方向が、垂直になる。なお、土壌は水（液）の下にあるため、水（液）を含んでいる。したがって、土壌が存在する範囲も液中とみなし得る。
【0075】
図８から図１０に示すように、微生物燃料電池３００は、アノード電極装置３１０とカソード電極装置３２０とを備える。アノード電極装置３１０は、アノード３０Ａと、アノード３０Ａの周縁でアノード３０Ａを支持する支持体３１１と、を備える。
【0076】
アノード電極装置３１０は、前述の型１１，１２にアノード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体３１１は、アノード３０Ａの製造時において、第１型１１として用いられる。
【0077】
カソード電極装置３２０は、前述の型１１，１２にカソード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体３２１は、カソード３０Ｂの製造時において、第１型１１として用いられる。なお、カソード３０Ｂは、微生物の増殖を抑制するため銅を含有する。
【0078】
支持体３２１は、カソード３０Ｂに浮力を与えるためのフロート（フローティングボード）として機能する。支持体３２１は、枠体３３０（電池本体３３０）に対して、上下動自在に設けられており、カソード３０Ｂの上面が空気に触れ、カソード３０Ｂの下面が、土壌上の水に触れるように、カソード３０Ｂを浮かせる。したがって、カソード３０Ｂは、空気中の酸素を利用するエアカソードとして機能する。
【0079】
【0080】
図９及び図１０に示すように、枠体３３０の下部には、アノード電極装置３１０が取り付けられる。アノード電極装置３１０は、アノード３０Ａの面が垂直になるように、枠体３３０から下方に向けて取り付けられる。また、アノード電極装置３１０の支持体３１１の下部には、土壌への差し込みを容易にするため、下方先細り状の先端部３１２が取り付けられる。
【0081】
土壌中の微生物は、土壌中に含まれる有機物を分解する。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ｅ-は、アノード３０Ａで回収される。回収された電子ｅ-は、アノード３０Ａから導線を経由してカソード３０Ｂへ移動する。なお、アノード３０Ａではプロトン（Ｈ+）が発生する。プロトンは、アノード３０Ａからカソード３０Ｂへ移動した電子ｅ-、及び、酸素と反応して、水を生じさせる。
【0082】
電子ｅ-の移動と反対方向に、カソード３０Ｂからアノード３０Ａに向かう電流が生じる。負荷（Ｌｏａｄ）では、発生した電気エネルギーを利用して動作することができる。
【0083】
図１１から図１３は、実施形態に係る電極３０（電極装置１００）を、土壌微生物燃料電池４００に用いた例を示している。土壌微生物燃料電池４００の構成は、アノード電極装置の配置を除くと、土壌微生物燃料電池３００とほぼ同様である。
【0084】
図１１から図１３に示すように、微生物燃料電池４００は、アノード電極装置４１０とカソード電極装置４２０とを備える。アノード電極装置４１０は、アノード３０Ａと、アノード３０Ａの周縁でアノード３０Ａを支持する支持体４１１と、を備える。
【0085】
アノード電極装置４１０は、前述の型１１，１２にアノード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体４１１は、アノード３０Ａの製造時において、第１型１１として用いられる。
【0086】
カソード電極装置４２０は、前述の型１１，１２にカソード電極用原料液体を注入することで製造される。支持体４２１は、カソード３０Ｂの製造時において、第１型１１として用いられる。なお、カソード３０Ｂは、微生物の増殖を抑制するため銅を含有する。
【0087】
支持体４２１は、カソード３０Ｂに浮力を与えるためのフロート（フローティングボード）として機能する。支持体４２１は、枠体４３０（電池本体４３０）に対して、上下動自在に設けられており、カソード３０Ｂの上面が空気に触れ、カソード３０Ｂの下面が、土壌上の水に触れるように、カソード３０Ｂを浮かせる。したがって、カソード３０Ｂは、空気中の酸素を利用するエアカソードとして機能する。
【0088】
【0089】
【0090】
土壌微生物燃料電池４００の発電の原理は、土壌微生物燃料電池３００と同様である。
【0091】
＜３．実験＞
【0092】
＜３．１ 第１実験＞
【0093】
図１４は、図２から図７に示す浮遊型微生物燃料電池２００を用いた発電の実験結果として、微生物燃料電池２００の電力密度を示している。実験では、泥水に、浮遊型微生物燃料電池２００を浮かべて発電を行った。泥水は、日本国滋賀県草津市の立命館大学びわこ・くさつキャンパス内の土壌を用いて作成した。時間経過につれ、泥水内の微生物がアノード電極３０Ａにバイオフィルムを形成し、発電を開始した。微生物燃料電池２００は、泥水を浄化しながら発電することができる。この微生物燃料電池２００によって、図１４に示すように、１４［μＷ／ｃｍ２］を超える最大電力密度が得られた。
【0094】
実施形態の電極３０Ａ，３０Ｂは、強度が高く、８か月の長期にわたって、繰り返し発電に使用することができた。なお、カソード３０Ｂに付着した微生物など、電極３０Ａ，３０Ｂにおける異物を、必要に応じて、ブラシなどで除去することにより、電極３０Ａ，３０Ｂを容易にメンテナンスすることができる。電極に異物が付着して、発電性能が低下しても、必要に応じて、異物除去のメンテナンスを実施することで、長期にわたり、微生物燃料電池２００を使用することができる。
【0095】
＜３．２ 第２実験＞
【0096】
第２実験は、図２から図７に示す浮遊型微生物燃料電池２００を学習教材として利用することを想定した実験である。学習者は、電極装置２１０，２２０を、図１に示す手順で、自ら作成して、微生物燃料電池２００による発電を体験することができる。電極を作成するには、墨汁と燻炭を混ぜて、型に注入して固化させればよいため、非常に容易である。作成の容易性から、この微生物燃料電池２００は、学習教材に適している。
【0097】
発電を開始するため、学習者は、作成されたアノード電極装置２１０を、脚２３０に取り付ける前に、土壌中に埋設する。埋設は、例えば、５日間行われる。埋設後のアノード電極装置２１０には、土壌中の微生物によってバイオフィルムが形成され、有機物を含む土壌が付着している。学習者は、このアノード電極装置２１０を、脚２３０に取り付けるとともに、作成したカソード電極をフロート２５０に装着することで、微生物燃料電池２００を完成させる。この微生物燃料電池２００を、例えば、水道水に浮遊させる。これにより、微生物燃料電池２００は、発電をすることができる。なお、発電電力が低下した場合には、アノード電極装置２１０を、再度、土壌に差し込むことで、繰り返し発電動作が可能である。
【0098】
以上のように、微生物燃料電池２００は、土壌にいる微生物，有機物を使用するため学習教材として利用可能である。
【0099】
＜３．３ その他の実験結果＞
【0100】
図２から図７に示す浮遊型微生物燃料電池２００において、カソード３０Ｂに銅を含めた場合と含めなかった場合とで発電性能を比較した。その結果、カソード３０Ｂに銅を含む方が、含まない場合に比べて、電力密度が増加した。つまり発電性能が向上した。これは、銅が、カソード３０Ｂにおける酸化還元反応を促進したものと考えられる。また、カソード３０Ｂが銅を含む場合、カソード３０Ｂが殺菌作用を持ち、カソード３０Ｂによる微生物の増殖を抑えて、発電性能低下を防止できる。
【0101】
また、図２から図７に示す浮遊型微生物燃料電池２００において、電極３０を、墨汁と燻炭とで作成した場合と、墨汁だけで作成した場合と、を比較した。墨汁だけで作成した場合、きれいなブロック形状に固化しない場合があり、作成の容易性が低下し、強度が相対的に小さくなった。これに対して、燻炭を混ぜた場合、きれいなブロック形状の電極３０が容易に得られ、強度も相対的に大きくなり、長期安定動作が確保できた。また、燻炭が含まれていると、含まれていない場合に比べて、発電量が増加した。
【0102】
さらに、図２から図７に示す浮遊型微生物燃料電池２００において、燻炭にエッチングをした場合と、しなかった場合と、を比較した。なお、電極は、燻炭と墨汁とによって形成した。燻炭にエッチングをした場合、エッチングをしない場合に比べて、発電量が増加した。
【0103】
＜４．微生物燃料電池の他の例＞
【0104】
図１５及び図１６は、微生物燃料電池２００の他の例を示している。図１５及び図１６に示す微生物燃料電池２００は、図２から図７に示す微生物燃料電池２００におけるカソード３０Ｂを、縦置きにしたものである。つまり、図１５及び図１６に示す微生物燃料電池２００は、１個の横置きアノード３０Ａと、１個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。その他の点については、図２から図７に示す微生物燃料電池２００と共通する。したがって、図１５及び図１６に関し、以下において説明しない点については、図２から図７に関する説明が援用される。
【0105】
図１５及び図１６に示す微生物燃料電池も、実施形態に係る電極３０（電極装置１００）を、浮遊型微生物燃料電池２００（floating microbial fuel cell）に用いた例である。図１５（Ａ）（Ｂ）に示す微生物燃料電池２００は、アノード電極装置２１０と、カソード電極装置２２０と、本体２５０，２３０とを備える。本体は、アノード電極装置２１０（アノード３０Ａ）及びカソード電極装置２２０（カソード３０Ｂ）を支持する。アノード電極装置２１０は、アノード３０Ａと、アノード３０Ａの周縁でアノード３０Ａを支持する支持体２１１と、を備える。カソード電極装置２２０は、カソード３０Ｂと、カソード３０Ｂの周縁でカソードを支持する支持体２２１を備える。カソード３０Ｂはエアカソードであり得る。
【0106】
なお、アノード３０Ａは、全体が液中に位置するため、縦置きでも横置きでも発電能力には大きな影響はない。ただし、アノード３０Ａを縦置きにすると、水平方向への大型化を回避でき、有利である。
【0107】
図１６（Ａ）にも示すように、カソード３０Ｂの支持体２２１は、内側にカソード３０Ｂが位置するようカソード３０Ｂを支持する支持体本体２２１Ａと、支持体本体２２１Ａから外方に突出した突部２２１Ｂと、を備える。図示の支持体本体２２１Ａは、矩形枠状である。突部２２１Ｂは、矩形枠状の支持体本体２２１Ａにおける対向する２辺それぞれから、側方に突出している。
【0108】
図２に示すフロート２５０（本体２５０）は、カソード３０Ｂを横置き状態で支持するのに対して、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すフロート２５０（本体２５０）は、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、カソード３０Ｂを縦置き状態で支持する。カソード３０Ｂを横置きすると、微生物燃料電池２００の使用中（発電中）にカソード３０Ｂ上面に液が載ったり、その他の物がカソード３０Ｂに堆積したりするおそれがある。この場合、カソード３０Ｂ上面と空気（酸素）との接触が減少又は失われる。その結果、長期間の使用によって、微生物燃料電池の発電能力が低下するおそれがある。しかし、カソード３０Ｂを横置きすると、カソード３０Ｂ上に液が載ったり、その他の物がカソード３０Ｂに堆積したりするおそれが少ない。このため、微生物燃料電池２００の発電能力を、より長期間維持できる。
【0109】
また、カソード３０Ｂを横置きする場合、カソード３０Ｂは、浮遊状態において、液面ＬＳの高さに位置するように位置決めされる必要がある。すなわち、カソード３０Ｂは、その下面が液ＬＢに接し、その上面が空気に接するように、適切に位置決めしてフロート２５０（本体２５０）に支持される必要がある。このような位置決めは、微生物燃料電池２００を液ＬＢに設置する際及び発電中において必要になり得る。フロート２５０による浮力は液ＬＢにも依存するため、一定ではなく、浮遊状態におけるカソード３０Ｂの位置を液面ＬＳ近傍にするのは容易でないことがある。カソード３０Ｂの位置が適切でない場合、発電性能も低下する。
【0110】
これに対して、カソード３０Ｂを縦置きにする場合、カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２は、上下方向に広がりのある面であるため、カソード３０Ｂに対する液面ＬＳの位置が多少変動しても、カソード３０Ｂの上側部分が空気に接し、下側部分が液ＬＢに接した状態が確実に得られる。
【0111】
図１５（Ａ）（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示すように、カソード電極装置２２０は、縦にした状態で、突部２２１Ｂが、第２挿入部２５１Ｂ（溝；スロット）に挿入されて組み立てられる。これにより、カソード電極装置２２０が、縦置き状態でフロート２５０（本体２５０）に支持される。第１挿入部２５１Ａは、縦置きカソード３０Ｂとフロート２５０（本体２５０）との間に、液ＬＢが進入するための空間を形成する。
【0112】
図１６（Ｂ）に示すように、カソード３０Ｂは、例えば、プレート状であり、第１面３０Ｂ－１と、第１面３０Ｂ－１の反対面である第２面３０Ｂ－２と、を備える。カソード３０Ｂは、第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２が上下方向に平行になるように、フロート２５０に支持される。フロート２５０は、第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２それぞれに、浮遊型微生物燃料電池２００が浮遊する液ＬＢの液面ＬＳが接するようにカソード３０Ｂを支持する。
【0113】
したがって、第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２の一部（第１面３０Ｂ－１の上側部分及び第２面３０Ｂ－２の上側部分）は、液面ＬＳよりも上方に位置する。第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２の上側部分は、液面ＬＳ上方の空気（大気）に接する。第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２の下側部分（他の一部）は、液面ＬＳよりも下方の液ＬＢ中に位置する。第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２の下側部分は、液ＬＢに接する。
【0114】
フロート２５０は、内部空間２５１Ａ（第１挿入部２５１Ａ）を有する。図示の内部空間２５１Ａは、フロート２５０を上下に貫通した貫通孔であり、下部開口２５１Ｃと上部開口２５１Ｄとを有する。フロート２５０が液ＬＢに浮遊した状態において、フロート２５０の少なくとも一部は液ＬＢ中に存在するため、下部開口２５１Ｃから、液ＬＢが、内部空間２５１Ａ内に進入する。進入した液ＬＢは、内部空間２５１Ａ内において、液面ＬＳｉｎ（内部液面）を形成する。このように、フロート２５０（本体２５０）は、フロート２５０（本体２５０）内部に液面ＬＳｉｎが形成されるよう構成されている。
【0115】
カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２は、内部液面ＬＳｉｎに接する。内部液面ＬＳｉｎは、フロート２５０（本体２５０）によって囲まれた空間であるため、フロート２５０（本体２５０）外部の液面ＬＳに比べて、液面の変動が穏やかである。したがって、カソード３０Ｂは、液面変動に伴う衝撃を受けることが少ない。この結果、カソード３０Ｂの損傷等を抑制して、微生物燃料電池２００の耐久性を高めることができる。
【0116】
また、内部空間２５１は、カソード３０Ｂに付着した液又はその他の物を、液ＬＢ側へ排出する排出孔として機能する。カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２に臨む内部空間２５１（排出孔）が確保されているため、カソード３０Ｂの上側部分と液面ＬＳｉｎとを遮蔽するものは存在しない。したがって、カソード３０Ｂの上側部分に付着した液等は、液ＬＢ側へ流れ落ちることができる。
【0117】
カソード３０Ｂと空気との接触面積を大きくして発電性能を高めるため、第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２において液面ＬＳｉｎより上方の部分は、液面ＬＳｉｎより下の部分よりも、面積が大きいのが好ましい。液面ＬＳｉｎより上方の部分の面積を大きくするには、フロート２５０による浮力を十分に大きく設定すればよい。
【0118】
第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２において液面Ｌｓｉｎより上方の部分の面積が大きくなるようにするには、例えば、カソード３０Ｂが、フロート２５０（本体２５０）の上面２５５よりも、上方に突出するように配置されているのが好ましい。浮遊するフロート２５０は、その上面２５５は液面ＬＳ近傍又は液面ＬＳよりも上方に位置するため、カソード３０Ｂが上面２５５よりも上方に突出していれば、確実に空気に接触できる。
【0119】
図１７は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図１７に示す微生物燃料電池２００は、図１５及び図１６に示す微生物燃料電池２００におけるアノード電極装置２１０を２つ（複数）設けたものである。つまり、図１７に示す微生物燃料電池２００は、２個の横置きアノード３０Ａと、１個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。図１７に微生物燃料電池２００に関し、その他の点については、図１５及び図１６に示す微生物燃料電池２００と共通する。したがって、図１７に関し、以下において説明しない点については、図１５及び図１６に関する説明が援用される。
【0120】
図１７に示すように、フロート２５０は、フロート２５０から下方に延びる脚２３０，２３０を備える。２つ（複数の）アノード電極装置２１０は、上下方向に並んで、脚２３０，２３０に取り付けられる。２つ（複数の）アノード電極装置２１０は、上下方向に所定の間隔をおいて配置される。複数のアノード電極装置２１０（複数のアノード３０Ａ）を上下方向に並べることで、水平方向の大型化を防止できる。
【0121】
図１８は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図１８に示す微生物燃料電池２００は、図１５及び図１６に示す微生物燃料電池２００におけるカソード電極装置２２０を２つ（複数）設けたものである。つまり、図１８に示す微生物燃料電池２００は、１個の横置きアノード３０Ａと、２個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。図１８に微生物燃料電池２００に関し、その他の点については、図１５及び図１６並びに図１７に示す微生物燃料電池２００と共通する。したがって、図１８に関し、以下において説明しない点については、図１５及び図１６並びに図１７に関する説明が援用される。
【0122】
図１８に示すフロート２５０（本体２５０）は、２つ（複数）の挿入孔２５１を備える。挿通孔それぞれは、第１挿入部２５１Ａと、第２挿入部２５１Ｂと、を備える。２つのカソード電極装置２２０は、それぞれ縦にした状態で、突部２２１Ｂが、第２挿入部２５１Ｂ（溝；スロット）に挿入されて組み立てられる。これにより、２つのカソード電極装置２２０が、縦置き状態でフロート２５０（本体２５０）に支持される。第１挿入部２５１Ａは、縦置きカソード３０Ｂとフロート２５０（本体２５０）との間に、液ＬＢが進入するための空間を形成する。カソード３０Ｂを縦置きにすると、カソード３０Ｂの数が増えても、水平方向への大型化を防止できる。
【0123】
図１９は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図１９に示す微生物燃料電池２００は、図１８に示す微生物燃料電池２００におけるアノード電極装置２１０を２つ（複数）設けたものである。つまり、図１９に示す微生物燃料電池２００は、２個の横置きアノード３０Ａと、２個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。図１９に微生物燃料電池２００に関し、その他の点については、図１５～図１８に示す微生物燃料電池２００と共通する。したがって、図１９に関し、図１５～図１８に関する説明が援用される。
【0124】
図２０（Ａ）は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図２０（Ａ）に示す微生物燃料電池２００は、図１５に示す微生物燃料電池２００におけるカソード電極装置２２０を４つ設けるとともに、４つの縦置きアノード電極装置２１０を備える構成としたものである。つまり、図２０（Ａ）に示す微生物燃料電池２００は、４個の縦置きアノード３０Ａと、４個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に示す微生物燃料電池２００をビーカ内の液体中に浮遊させて発電させている状態を示す。図２０に示す微生物燃料電池２００に関し、その他の点については、図１５～図１６等に示す微生物燃料電池２００と共通する。図２０に示す微生物燃料電池２００関しても、図１５～図１９に関する説明が援用され得る。
【0125】
【0126】
【0127】
図２０及び図２１（Ａ）に示すカソード電極装置２２０は、カソード３０Ｂと、カソード３０Ｂを支持する支持体２２１を備える。支持体２２１は、矩形枠状の支持体本体２２１Ａと、支持体本体２２１Ａから外方に突出した突部２２１Ｂと、を備える。突部２２１Ｂは、矩形枠状の支持体本体２２１Ａにおける１辺から側方に突出している。図２１（Ａ）において、突部２２１Ｂは一つだけである。
【0128】
カソード電極３０Ｂからは、電極端子部材２０の延出部２２が延びている。延出部２２は、突部２２１Ｂの周囲に配置されている。突部２２１Ｂに配置された延出部２２は、後述の配線５０２（５０１）への接続端子となる。
【0129】
図２０に示す微生物燃料電池２００では、アノード電極装置２１０は、カソード電極装置２２０と同じ形状を有する。したがって、アノード電極装置２１０については、上記のカソード電極についての説明が援用される。なお、アノード電極材料はカソード電極材料と同じでもよいし、異なってもよい。
【0130】
図２１（Ｂ）及び図２２（Ａ１）（Ａ２）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、４つのカソード電極装置２２０，２２０，２２０，２２０が、本体を構成するフロート２５０（カソード用フロート）に取り付けられる。フロート２５０（本体２５０）は、４つ（複数）のカソード電極装置２２０を縦にした状態で挿入される単一の挿入孔２５１を備える。挿入孔２５１は、一つの第１挿入部２５１Ａと、４つの第２挿入部２５１Ｂと、を備える。４つ（複数）のカソード電極装置２２０は、それぞれ縦にした状態で、第１挿入部２５１Ａに挿入され、各カソード電極装置２２０の突部２２１Ｂが、第１挿入部２５１Ａに隣接して形成された第２挿入部２５１Ｂに挿入されて、組み立てられる。複数のカソード電極装置２２０は、互いに間隔をおいて配置されている。各カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１及び第２面３０Ｂ－２は、それぞれ内部液面ＬＳｉｎに接する。
【0131】
なお、図２２（Ａ１）（Ａ２）は、カソード電極装置が取り付けられる前のフロート２５０を示す。図２２（Ｂ）は、一つ目のカソード電極装置２２０が取り付けられる状態を示す。図２２（Ｃ）は、４つのカソード電極装置２２０が取り付けられる状態を示す。図２２（Ｄ）は４つのカソード電極装置２２０が取り付けられた状態を示す。
【0132】
図２１（Ｂ）に示すように、フロート２５０は、４つの第２挿入部２５１Ｂに跨って配置された配線５０２を有する。突部２２１Ｂが第２挿入部２５１Ｂに挿入されると、突部２２１Ｂに設けられた端子２２が、配線５０２に接触して、電気的に接続される。これにより、図２１（Ｃ）に示すように、４つのカソード３０Ｂが並列接続される。なお、複数のカソード３０Ｂは直列に接続されてもよいし、複数のカソード３０Ｂが直列接続されてなる回路が複数並列に接続されていてもよい。
【0133】
図２１（Ｂ）及び図２３（Ａ１）（Ａ２）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、４つのアノード電極装置２１０，２１０，２１０，２１０が、本体を構成するフロート２６０（アノード用フロート）に取り付けられる。フロート２６０は、脚２３０に取り付けられる。
【0134】
フロート２６０（本体２６０）は、４つ（複数）のアノード電極装置２１０を縦にした状態で挿入される単一の挿入孔２６１を備える。挿入孔２６１は、一つの第１挿入部２６１Ａと、４つの第２挿入部２６１Ｂと、を備える。４つ（複数）のアノード電極装置２１０は、それぞれ縦にした状態で、第１挿入部２６１Ａに挿入され、各アノード電極装置２１０の突部２１１Ｂが、第１挿入部２６１Ａに隣接して形成された第２挿入部２６１Ｂに挿入されて、組み立てられる。複数のアノード電極装置２１０は、互いに間隔をおいて配置されている。各アノード３０Ａの両面は、液ＬＢに接する。
【0135】
なお、図２３（Ａ１）（Ａ２）は、アノード電極装置が取り付けられる前のフロート２６０を示す。図２３（Ｂ）は、一つ目のアノード電極装置２１０が取り付けられる状態を示す。図２３（Ｃ）は、４つのアノード電極装置２１０が取り付けられる状態を示す。図２３（Ｄ）は４つのアノード電極装置２１０が取り付けられた状態を示す。
【0136】
図２１（Ｂ）に示すように、フロート２６０は、４つの第２挿入部２６１Ｂに跨って配置された配線５０１を有する。突部２１１Ｂが第２挿入部２６１Ｂに挿入されると、突部２１１Ｂに設けられた端子２２が、配線５０１に接触して、電気的に接続される。これにより、図２１（Ｃ）に示すように、４つのアノード３０Ａが並列接続される。なお、複数のアノード３０Ａは直列に接続されてもよいし、複数のアノード３０Ａが直列接続されてなる回路が複数並列に接続されていてもよい。なお、図２１（Ｃ）において、Ｒは、負荷である。
【0137】
図２４（Ａ）（Ｂ）は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図２４（Ａ）に示す微生物燃料電池２００は、４つの横置きアノード電極装置２１０を備えるとともに、４つの縦置きカソード電極装置２２０を備える。つまり、図２４（Ａ）の微生物燃料電池２００は、４個の横置きアノード３０Ａと、４個の縦置きカソード３０Ｂと、を備える。図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）に示す微生物燃料電池２００をビーカ内の液体中に浮遊させて発電させている状態を示す。図２４に示す微生物燃料電池２００に関しても、図１５～図２３に関する説明が援用され得る。
【0138】
図２５（Ａ）（Ｂ）は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図２５（Ａ）に示す微生物燃料電池２００は、縦置きカソード電極装置２２０を４０個備えるとともに、縦置きアノード電極装置２１０を４０個備える。図２５（Ｂ）に示す微生物燃料電池２００は、縦置きカソード電極装置２２０を４０個備えるとともに、縦置きアノード電極装置２１０を８０個備える。図２５（Ａ）では、４０個のアノード電極装置２１０を備えるフロート２６０が、上下方向に２個設けられている。上下方向の配置により、水平方向への大型化を防止できる。図２５に示す微生物燃料電池２００関しても、図１５～図２４に関する説明が援用され得る。
【0139】
図２６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、微生物燃料電池２００の更に他の例を示している。図２６（Ａ）（Ｂ）に示す微生物燃料電池２００は、縦置きカソード電極２２０を４０個備えるとともに、横置きアノード電極装置２１０を２０個備える。図２６（Ｃ）に示す微生物燃料電池２００は、縦置きカソード電極装置２２０を４０個備えるとともに、横置きアノード電極装置２１０を４０個備える。図２６（Ｃ）では、２０個の横置きアノード電極装置２１０を備えるフロート２６０が上下方向に２個設けられている。図２６に示す微生物燃料電池２００関しても、図１５～図２５に関する説明が援用され得る。
【0140】
＜５．実験＞
【0141】
＜５．１ 実験Ａ＞
【0142】
図２７～図３１は、微生物燃料電池２００を用いた発電の実験結果を示している。まず、この実験における電極（アノード，カソード）の作製方法について説明する。アノードの電極材料は、墨３ｍｌ（墨汁３ｍｌ）と、もみ殻燻炭０．９ｇとした。カソードの電極材料は、銅墨３ｍｌと、もみ殻燻炭０．６ｇとした。なお、銅墨は、銅粒子１ｇと、墨３０ｍｌとを８００ｒｐｍで３時間攪拌したものを用いた。作製される電極の面積は、２ｃｍ×２ｃｍ＝４ｃｍ２とした。
【0143】
電極の作製のため、電極材料を一様に分散するまで混ぜ合わせて原料液体（溶液）を作成した。原料液体を型に流し込み（図１のステップＳ１２）、６０℃で原料液体（溶液）を固化させた（図１のステップＳ１３）。型としては、アノード電極装置２１０の支持体２１１及びカソード電極装置２２０の支持体２２１を用いた。
【0144】
なお、もみ殻燻炭には、原料液体に混合される前にエッチング処理を施した。エッチング処理によって、不純物を除去できる。エッチング処理では、まず、（１）３ｇの燻炭と２ｇのＮａＯＨを８０ｍｌの精製水に入れて、１００℃で２４時間、攪拌した。そして、（２）遠心分離機で、燻炭を取り出し、（３）取り出した燻炭を精製水に分散させた後、再び遠心分離で燻炭を取り出した。（４）取り出した燻炭を６０℃で乾燥した。（５）乾燥後の燻炭を乳鉢ですり潰した。
【0145】
以上の手順によって、アノード電極装置２１０及びカソード電極装置２２０を得た。作製されたアノード電極装置２１０及びカソード電極装置２２０を装着した微生物燃料電池２００を液体に浮遊させて発電実験を行った。微生物燃料電池２００を浮遊させた液体は、ＬＢ培地（培養液）１００ｍｌと、水道水５００ｍｌと、水田から採取した泥水１ｍｌと、の混合液とした。
【0146】
ＬＢ培地は、次のようにして作製した。まず、（Ａ）精製水５００ｍｌ、トリプトン５ｇ、酵母エキス２．５ｇ、塩化ナトリウム５ｇを混ぜ合わせた。次に、（Ｂ）精製水１０ｍｌに水酸化ナトリウム０．１ｇを溶かした。（Ｃ）前記（Ｂ）で作製した水酸化ナトリウム水溶液２．５ｍｌを、前記（Ａ）で作製した溶液に添加してＬＤ培地を作製する。水酸化ナトリウ水溶液の添加により、ＬＤ培地のｐＨが調整される。（Ｄ）作製したＬＤ培地に、オートクレーブを用いて滅菌処理を施した。
【0147】
図２７は、図２～図４に示す微生物燃料電池２００の実験結果である。つまり、図２７は、１個の横置きアノード及び１個の横置きカソードを備える微生物燃料電池２００の実験結果である。図２７において、横軸は時間（日）であり、実験開始からの経過日数を示す、縦軸は発電電力を示す。図２８～図３１においても同様である。
【0148】
図２７に示すように、実験開始から２０日前後まで発電電力は増加し続け、その後、発電電力が低下した。最大電力は約１８０μＷである。なお、図２７の実験結果は、実験室における実験結果であり、自然環境下では、実験室もよりも、発電性能が低下しやすい。
【0149】
図２８は、図１５～図１６に示す微生物燃料電池２００の実験結果である。つまり、図２８は、１個の横置きアノード及び１個の縦置きカソードを備える微生物燃料電池２００の実験結果である。図２８に示すように、最大電力は約１４０μＷであり、図２７の実験結果よりもやや低いが、実験開始から３０日前後まで発電電力が安定的に維持された。縦置きカソードの場合、自然環境下の実験でも、発電性能が長期間維持される。
【0150】
図２９は、図１７に示す微生物燃料電池２００の実験結果である。つまり、図２９は、２個の横置きアノード及び１個の縦置きカソードを備える微生物燃料電池２００の実験結果である。図２９に実験結果は、図２８に実験結果とほぼ同様である。アノード数を増やしても、カソードの数が少ないと酸素を十分取り込めず、発電量が増加しないことがわかる。
【0151】
図３０は、図１９に示す微生物燃料電池２００の実験結果である。つまり、図３０は、２個の横置きアノード及び２個の縦置きカソードを備える微生物燃料電池２００の実験結果である。図３０では、最大発電電力は約２５０μＷであり、図２７及び図２８の実験結果に比べて、大幅に増加している。また、４０日経過時点でも電力も１５０μＷを超えており、長期安定性にも優れている。
【0152】
図３１は、図２０に示す微生物燃料電池２００の実験結果である。つまり、図３１は、４個の縦置きアノード及び４個の縦置きカソードを備える微生物燃料電池２００の実験結果である。図３１では、最大発電電力は約５２０μＷであり、大きな電力が得られている。また、５０日経過時点でも電力も２００μＷを超えており、長期安定性にも優れている。
【0153】
このように、カソード及びアノードの数を増やすことで、微生物燃料電池２００の出力が向上することがわかる。また、カソードを縦型にすることで、カソードの数を増やしても、微生物燃料電池２００の大型化を抑制できる。
【0154】
＜５．２ 実験Ｂ＞
【0155】
図３２は、図２及び図３に示す微生物燃料電池２００を用いた他の実験結果を示している。この実験Ｂにおいて、アノードは、電極面積を１ｃｍ×１ｃｍ＝１ｃｍ２とした以外は、実験Ａと同様に作製した。実験Ｂにおいては、カソードは、触媒を有している。
【0156】
実験Ｂにおけるカソードの電極材料は、墨３ｍｌと、触媒０．７５ｇと、もみ殻燻炭０．５２５ｇとした。もみ殻燻炭は、実験Ａと同様にエッチング処理を施した。電極材料からカソードを作製する方法は、実験Ａと同様である。
【0157】
ここで、カソードは、カソードにおける酸化還元反応の促進のため酸化還元触媒を有するのが好ましい。カソードが酸化還元触媒を有することで、微生物燃料電池２００の出力が向上する。カソードが強い酸化還元作用を有することで、酸素が乏しい環境においても出力低下を抑制できる。また、カソードは、抗菌作用（殺菌作用）を有するのが好ましい。カソードが抗菌作用を有していると、カソードに微生物が付着（バイオフィルムが形成）するのを低減又は防止できる。カソードにバイオフィルムが形成されると、出力が低下するが、カソード抗菌作用によって出力低下を抑制できる。
【0158】
カソードに含まれる触媒は、酸化還元作用及び抗菌作用の両方を有するのが好ましい。カソードは、酸化還元触媒となる物質（例えば、プラチナ）と、抗菌作用を有する物質（例えば、銅）と、をそれぞれ含有していてもよいが、触媒が、酸化還元作用だけでなく、抗菌作用も有しているのが好ましい。
【0159】
触媒は、コバルト－マンガン系触媒（コバルト－マンガン系化合物）であるのが好ましい。コバルト－マンガン系の化合物は、酸化還元作用及び抗菌作用（殺菌作用）を有する。コバルト－マンガン触媒は、例えば、コバルト－酸化マンガン触媒である。コバルト－酸化マンガン触媒は、例えば、コバルト－二酸化マンガン触媒である。
【0160】
実験Ｂにおいて使用した触媒は、Co-δ-MnO2/C触媒である。Co-δ-MnO2/Cは、コバルト－二酸化マンガンであるCo-δ-MnO2と、炭素Cと、の混合物である。炭素Cも触媒作用を有する。炭素Cは、電極としても作用する。
【0161】
Co-δ-MnO2は、バーネサイト型MnO2(δ-MnO2)にコバルトCoをインターカレーションしたものである。
【0162】
実験Ｂで用いたCo-δ-MnO2/Cは、以下のようにして作製した。
（１）KMnO4 ０．７９ｇを脱イオン水５０ｍｌに加え、３０分間撹拌（400rpm）した。
（２）前記（１）に0.1 mol/lのCo(NO3)2 6H2O水溶液６７．８ｍｌを滴下し、７０℃で１時間攪拌（400rpm)した。
（３）前記（２）にカーボンブラック０．５ｇを加え、溶液が紫色から黒色になるまで攪拌（400rpm)した。
（４）生成物を遠心分離で取り出した。
（５）６０℃で乾燥させた。
（１）KMnO4 ０．７９ｇを脱イオン水５０ｍｌに加え、３０分間撹拌（400rpm）した。
（２）前記（１）に0.1 mol/lのCo(NO3)2 6H2O水溶液６７．８ｍｌを滴下し、７０℃で１時間攪拌（400rpm)した。
（３）前記（２）にカーボンブラック０．５ｇを加え、溶液が紫色から黒色になるまで攪拌（400rpm)した。
（４）生成物を遠心分離で取り出した。
（５）６０℃で乾燥させた。
【0163】
作製されたアノード電極装置２１０及びカソード電極装置２２０を装着した微生物燃料電池２００を液体に浮遊させて発電実験を行った。実験Ｂにおける微生物燃料電池２００は、図２～図４に示す微生物燃料電池２００であり、１個の横置きアノード及び１個の横置きカソードを備える。微生物燃料電池２００を浮遊させた液体は、実験Ａと同様である。
【0164】
図３２は、実験Ｂの実験結果を示す。図３２において、横軸は時間（日）であり、実験開始からの経過日数を示す、縦軸は発電電力を示す。カソードに、抗菌作用を有する酸化還元触媒を入れることで，電池の出力が大きく向上していることがわかる。また、長期にわたって、出力が維持されるため、アノード電極装置及びカソード電極装置を交換することなく，長期にそのまま使用可能である。また、実験Ａに比べて、アノード電極サイズを小さくしているが、カソードの触媒によって、大きな出力が得られている。したがって、図３２に示すように、カソードがコバルト－マンガン触媒を有することで、電池の出力向上及び長期安定性が得られる。
【0165】
＜６．微生物燃料電池の他の例＞
【0166】
図３３及び図３４は、微生物燃料電池の他の例を示している。図３３及び図３４に示す微生物燃料電池５００は、本体５１１と、アノード３０Ａと、カソード３０Ｂと、を備える。微生物燃料電池５００は、浮遊型である。カソード３０Ｂは、エアカソードであり、縦型である。アノード３０Ａも縦型である。
【0167】
本体５１１は、アノード３０Ａ及びカソード３０Ｂを支持する支持体５１２を備える。支持体５１２は、長手方向が上下方向に向けられて使用される。支持体５１２は、長手方向の一端である下端が開口した筒体である。長手方向他端である上端は、蓋体５０５によって閉じられている。筒体は、一例として、円筒体である。筒体である支持体５１２の内部には、内部空間５５１が形成されている。
【0168】
支持体５１２の内面下部には、アノード３０Ａが取り付けられている。アノード３０Ａは、支持体５１２の内面全周にわたって形成されている。アノード３０Ａは、内部空間５５１に臨む第１面３０Ａ－１を有する。アノード３０Ａは、液透過性を有するたま、液ＬＢが、アノード３０Ａ内部に浸透する。支持体５１２の下部には、筒体内外に貫通する貫通孔５１１Ａが設けられている。この貫通孔５１１Ａ及び支持体５１２の下部開口から液ＬＢが内部空間５５１に進入可能である。
【0169】
支持体５１２の内面において、アノード３０Ａの上方には、スペーサ５０３を介して、カソード３０Ｂが取り付けられている。カソード３０Ｂは、支持体５１２の内面全周にわたって形成されている。カソード３０Ｂは、内部空間５５１に臨む第１面３０Ｂ－１を有する。カソード３０Ｂは、アノード３０Ａと同様に液透過性を有するため、液ＬＢが、アノード３０Ａに内部に浸透する。
【0170】
蓋体５０５上には、図示しない電気回路に接続される接続端子５１０が設けられている。接続端子５１０は、図示しない配線によって、アノード３０Ａ及びカソード３０Ｂに接続されている。図示しない電気回路は、例えば、アノード３０Ａ及びカソード３０Ｂによる発電量に応じた信号を出力する。電気回路は、発電量に応じた信号を出力するセンサ回路であり得る。
【0171】
本体５１１は、支持体５１２の上部に設けられた保護体５０７，５０９を備える。保護体５０７，５０９は、接続端子５１０に接続された電気回路を覆う。保護体５０７，５０９は、内部５０７Ａに液ＬＢが進入するのを防止し、電気回路を保護する。保護体５０７，５０９は、本体５０７と、本体５０７に着脱可能に取り付けられる蓋５０９と、を備える。
【0172】
本体５１１は、フロート５２０を備える。フロート５２０は、支持体５１２の上部に配置される。フロート５２０は、カソード３０Ｂの上側が液面ＬＳの上方に位置し、カソード３０Ｂの下側が液面ＬＳの下方に位置するように、本体５１１に浮力を与える。したがって、カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１の一部（第１面３０Ｂ－１の上側部分）は、液面ＬＳよりも上方に位置する。第１面３０Ｂ－１は、液面ＬＳ上方の空気（大気）に接する。第１面３０Ｂ－１の下側部分（他の一部）は、液面ＬＳよりも下方の液ＬＢ中に位置する。第１面３０Ｂ－１の下側部分は、液ＬＢに接する。
【0173】
微生物燃料電池５００が液ＬＢに浮遊した状態において、内部空間５５１に液ＬＢが進入すると、進入した液ＬＢは、内部空間５５１内において、液面ＬＳｉｎ（内部液面）を形成する。カソード３０Ｂの第１面３０Ｂ－１は、内部液面ＬＳｉｎに接する。
【0174】
アノード３０Ａは、カソード３０Ｂの下方にあるため、全体が液ＬＢの中に位置した状態で浮遊する。
【0175】
以下、微生物燃料電池５００におけるアノード３０Ａ及びカソードの３０Ｂの作製方法の一例を説明する。微生物燃料電池５００におけるアノード３０Ａ及びカソードの３０Ｂは、ベース材６００としてのウレタンフォームシートに電極材料を塗布し、乾燥させて構成し得る。ウレタンフォームは液が進入可能であるとともに、多孔３次元構造を有するため、電極表面積を大きくできる。
【0176】
アノード３０Ａの電極材料は、カーボンファイバー（ＣＦ）２ｇ、活性炭粒子（ＡＣＰ）２ｇ、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）分散液１０ｍｌである。これらの電極材料を２０分間混合し、得られた混合液を、５ｍｍの厚さのウレタンフォームシートに塗布し、ウレタンフォームをコーティングした。その後、真空乾燥機で４０℃・２４時間乾燥した。以上の方法によって、アノード３０Ａが得られる。
【0177】
カソード３０Ｂの電極材料は、Co-δ-MnO2/C触媒１ｇと、カーボンナノチューブ分散液１０ｍｌである。Co-δ-MnO2/C触媒は、実験Ｂと同様の物を用い得る。これらの電極材料を２０分間混合し、得られた混合液を、５ｍｍの厚さのウレタンフォームシートに塗布し、ウレタンフォームをコーティングした。その後、真空乾燥機で４０℃・２４時間乾燥した。以上の方法によって、触媒を有するアノード３０Ａが得られる。
【0178】
微生物燃料電池５００は、上記の触媒を有するため、発電性能が高く、触媒の抗菌作用によって長期間安定動作が可能である。
【0179】
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】
【0180】
１１ ：第１型
１２ ：第２型
１３ ：剥離シート
２０ ：電極端子部材
２１ ：埋設部
２２ ：延出部
２３ ：原料液体
３０ ：電極
３０Ａ ：アノード
３０Ａ－１：第１面
３０Ｂ－２：第２面
３０Ｂ ：カソード
４０ ：空間
１００ ：電極装置
２００ ：浮遊型微生物燃料電池
２１０ ：アノード電極装置
２１１ ：支持体
２１１Ｂ ：突部
２２０ ：カソード電極装置
２２１ ：支持体
２２１Ａ ：支持体本体
２２１Ｂ ：突部
２３０ ：脚
２４０ ：空間
２５０ ：フロート
２５１ ：挿入孔
２５１Ａ ：第１挿入部
２５１Ｂ ：第２挿入部
２５１Ｃ ：下部開口
２５１Ｄ ：上部開口
２５５ ：上面
２６０ ：フロート
２６１ ：挿入孔
２６１Ａ ：第１挿入部
２６１Ｂ ：第２挿入部
３００ ：土壌微生物燃料電池
３１０ ：アノード電極装置
３１１ ：支持体
３１２ ：先端部
３２０ ：カソード電極装置
３２１ ：支持体
３３０ ：枠体
４００ ：土壌微生物燃料電池
４１０ ：アノード電極装置
４１１ ：支持体
４２０ ：カソード電極装置
４２１ ：支持体
４３０ ：枠体
５００ ：微生物燃料電池
５０１ ：配線
５０２ ：配線
５０３ ：スペーサ
５０５ ：蓋体
５０７ ：本体
５０７Ａ ：内部
５０９ ：蓋
５１０ ：接続端子
５１１ ：本体
５１１Ａ ：貫通孔
５１２ ：支持体
５２０ ：フロート
５５１ ：内部空間
６００ ：ベース材
Ａ ：上下方向
Ａ ：上下方向（第１方向）
１２ ：第２型
１３ ：剥離シート
２０ ：電極端子部材
２１ ：埋設部
２２ ：延出部
２３ ：原料液体
３０ ：電極
３０Ａ ：アノード
３０Ａ－１：第１面
３０Ｂ－２：第２面
３０Ｂ ：カソード
４０ ：空間
１００ ：電極装置
２００ ：浮遊型微生物燃料電池
２１０ ：アノード電極装置
２１１ ：支持体
２１１Ｂ ：突部
２２０ ：カソード電極装置
２２１ ：支持体
２２１Ａ ：支持体本体
２２１Ｂ ：突部
２３０ ：脚
２４０ ：空間
２５０ ：フロート
２５１ ：挿入孔
２５１Ａ ：第１挿入部
２５１Ｂ ：第２挿入部
２５１Ｃ ：下部開口
２５１Ｄ ：上部開口
２５５ ：上面
２６０ ：フロート
２６１ ：挿入孔
２６１Ａ ：第１挿入部
２６１Ｂ ：第２挿入部
３００ ：土壌微生物燃料電池
３１０ ：アノード電極装置
３１１ ：支持体
３１２ ：先端部
３２０ ：カソード電極装置
３２１ ：支持体
３３０ ：枠体
４００ ：土壌微生物燃料電池
４１０ ：アノード電極装置
４１１ ：支持体
４２０ ：カソード電極装置
４２１ ：支持体
４３０ ：枠体
５００ ：微生物燃料電池
５０１ ：配線
５０２ ：配線
５０３ ：スペーサ
５０５ ：蓋体
５０７ ：本体
５０７Ａ ：内部
５０９ ：蓋
５１０ ：接続端子
５１１ ：本体
５１１Ａ ：貫通孔
５１２ ：支持体
５２０ ：フロート
５５１ ：内部空間
６００ ：ベース材
Ａ ：上下方向
Ａ ：上下方向（第１方向）
【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】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】