「田んぼ発電」で有名な渡辺教授のインタビュー記事を抜粋して紹介します。発電の仕組みなど、普通の人も入り口としてわかりやすいと思います。──先生のご専門は生命エネルギー工学で、微生物を利用してエネルギーを作り出す研究をされているそうですね。驚いたのは、微生物を使って発電ができるとか。微生物といえば、古くから発酵食品や抗生物質などに利用されているのは知っていますが、電気をつくることができるというのは初めて聞きました。渡邉(以下●)：微生物の代謝と電気が関係あることは100年ほど前からわかっているんですよ。ただ、10数年ほど前に、体外に電子を放出しながら生きる微生物、例えば「シュワネラ菌」が見つかったことで、一気に研究が進んだのです。──微生物自体が発電するんですか？●発電と聞くと驚かれるかもしれませんが、その原理自体は実は自然界では当たり前のことなんです。──といいますと？●すべての生物は、運動するにしろ身体の組織をつくるにしろ、生きるためにはエネルギーが必要です。人間の場合は有機物を食べて、呼吸によって取り入れた酸素を使って分解してエネルギーを得ています。その過程で、有機物から電子が放出され、酸素がその電子を受け取って水になります。この電子の放出・受け取りがいわば発電と同じような仕組みなのです。代表的な発電菌の「シュワネラ菌」。無酸素の環境下で電極呼吸ができる。──なるほど、私たち生き物には発電と同じような仕組みがもともと備わっているのですね。●はい。それでシュワネラ菌の場合は、酸素がないときに電極に電子を渡す「電極呼吸」をすることができるため、その電子をうまく集めてやれば発電装置ができるというわけです。私たちはその装置を「微生物燃料電池」と呼んでいます。──自分で電子を電極に運ぶとはまさに発電菌ですね。ただ、微生物の大きさから考えるといったいどれくらいの発電量があるのでしょうか？●10cm×10cm×1cmの大きさ、体積で100mlほどのシュワネラ菌を含む培地に有機物を与えた発電装置で、0.3W程度の発電量になります。携帯音楽プレーヤーで音楽が聴けるくらいの量ですね。──それはすごい！ たくさんつないだり、培地を大きくすればもっと大量に発電させることもできそうですね。●はい。ただ、現実的には同じ体積で実用化されている電池や燃料電池に比べて、まだ発電効率は10分の1とか100分の1といったレベルです。その意味で、さきほどの100mlの装置はボタン電池ぐらいですね。■廃水処理で用いた容積約1Lの微生物燃料電池装置。省エネ型の廃水処理が可能になると期待されている●汚水の浄化処理はさまざまなところで行われていますが、原理的には微生物に有機物を分解させて行うものなのです。──そういえば子どものころはどこの家にも浄化槽があって、「中のばい菌がトイレの水をきれいにしてくれる」と教わった覚えがあります。●浄化槽も同じ原理ですね。一般的な廃水処理施設では、活性汚泥法といって、汚水に空気をたくさん送り込んで、酸素を食べる好気性の微生物を育てて有機物を分解させる方法がよく使われています。しかし、この方法だと、空気を入れ込む「曝気」に大きな電力が必要です。さらに、微生物そのものも増加しますので、最終的に沈殿させて取り除き、下水汚泥として廃棄処理しなくてはいけない。しかも、有機物の分解でエネルギーを得た微生物がどんどん増えることで、結局汚泥も増えてしまうという問題があります。──それはあまりよくありませんね。●そこで、微生物燃料電池と組み合わせてはどうかと考えているのです。発電菌は酸素の代わりに電極を使うので、まず曝気の必要がなくなります。エネルギーの一部を電気として取り出してしまうので、微生物そのものの増加も抑えられるんです。■電気を食べる微生物。発電菌と組み合わせれば可能性大●有益な微生物をもっと探し出して研究ができたらいいなと考えています。例えば身近な土の中に存在する微生物をわれわれがどのくらい知っているかというと、実は現在の技術で培養できるのはほんの0.1％に過ぎないんです。──たった0.1％！ ということは、今後の大きな可能性を感じます。●はい。微生物の代謝は非常に多様な上、まだまだ未知の部分が大きい。科学的にも大変面白いと思います。実は今、興味があるのは、発電とまったく逆の代謝をする微生物なんです。つまり電気を食べるとでもいいますか。──そんな微生物がいるんですか!?●そうなんです。最近電気から有機物をつくる光合成のような作用をする微生物がいることが分かってきているんです。いわば電気合成といえます。
