[일본] 쿠리타, 미생물 연료전지 분야 탄소중립 정조준

 

[사진제공 = 쿠리타]

 

Kurita Water Industries Ltd.(Kurita)가 하·폐수 속 유기물을 전기 에너지로 변환할 수 있는 미생물 발전 셀을 개발했다. 쿠리타는 실제 하·폐수에서 세포의 잠재적인 적용을 평가하고 미생물 연료전지 실용화를 목표로 전지의 대형화에 성공했다고 지난 1월 20일 밝혔다.

 

공장 등에서 발생하는 하·폐수는 강과 바다로 방류되기 전 주변 환경에 영향을 미치지 않도록 엄격한 방류기준을 거친다. 그러나 하·폐수 수질개선에 사용되는 활성슬러지공정은 폭기에 필요한 전력소모와 잉여슬러지 등으로 인해 처리비용과 다량의 온실가스 배출 문제가 있었다.

 

쿠리타가 개발한 미생물 발전 셀은 하·폐수 에 포함된 유기물을 분해할 뿐만 아니라 일반적으로 슬러지로 처리되는 유기물을 전기로 변환해 전기를 생산하는 것이 특징이다. 생산된 전기는 다시 하·폐수 처리에 재사용할 수 있어 온실가스 배출 저감에 효과적이다. 다만 처리효율이나, 안정적 성능의 유지, 실용화를 위한 셀의 대형화 등의 문제로 상업화에 이르지 못하고 있다.

 

쿠리타는 연구의 상용화를 위해 닛신보 홀딩스(Nisshinbo Holdings Inc.)와 공동연구를 통해 미생물 발전 셀의 대형화에 성공, 실용 사이즈 셀 중 유례가 없는 화학적산소요구량(CODCr)  제거율 20kg/㎥ / d, 출력 200W/㎥로 세계 최고 수준의 성능을 달성했다.

 

쿠리타에 따르면 이는 몇 년 안으로 이산화탄소 배출 제로(0)를 실현하는 것으로, 미생물 연료 전지에 의해 구동되는 하·폐수 처리의 장비 구조, 작동 방법 및 기타 요소에 대해 10개 이상의 특허를 출원했다고 밝혔다. 쿠리타는 향후 하·폐수의 잠재적인 적용을 평가하기 위한 작업을 시작할 예정이다.

 

한편, 쿠리타는 기업의 사회적 책임(CSR)을 경영의 이념으로 삼고 가치 극대화 제안 2022(MVP-22)라는 중기 경영 계획에 따라 미생물 연료전지를 이용한 하·폐수처리시스템의 실용화를 통해 탄소중립을 달성함으로써 지속가능한 사회 실현에 공헌할 예정이락 밝혔다.

 

[원문보기]

 

Kurita Successfully Upsizes a Microbial Power Generation Cell Toward Realization of Wastewater Treatment System Using Microbial Fuel Cells

 

Kurita Water Industries Ltd. (Head Office: Nakano-ku, Tokyo; President: Michiya Kadota; hereinafter "Kurita") is pleased to announce that it has developed a microbial power generation cell, which can convert organic matter in wastewater into electric energy, and has succeeded in upsizing the cell with an eye to its practical use as a microbial fuel cell. Moving forward, Kurita will begin evaluating potential applications for the cells in actual wastewater, aiming to achieve practical use of a wastewater treatment system incorporating the cells.

 

Wastewater from plants and factories is treated to improve its quality so that it will not affect the surrounding environment, before it is released into sewerage, rivers, or oceans. However, the active sludge process, which is widely used for wastewater treatment, emits a large volume of CO2 due to power consumption for aeration and the treatment and disposal of the large quantities of excess sludge (waste) that is generated in the process. Accordingly, reducing the CO2 emissions has been an issue. Attracting particular attention in this context is the microbial fuel cell, a next-generation technology for creating energy. This cell features use of microbes called electricity producing microbes, which not only decompose organic matter contained in wastewater but also converts the organic matter, which would normally end up as sludge, into electricity. This enables use of the produced electricity for wastewater treatment, thus reducing CO2 emissions. Research and development of this cell has been advanced by research institutions and companies all over the world. However, practical application has yet to be achieved due to issues in the efficiency of wastewater treatment, power generation efficiency, long-term maintenance of stable performance, and upsizing of the cell for practical use.

 

To address these issues, Kurita has been focusing its efforts on development, building on its extensive knowledge in the water treatment field. It has selected materials that are suitable for the composition of this cell and combined the materials in various ways to identify the optimal shape and structure of the system. As a result, working jointly with Nisshinbo Holdings Inc., Kurita succeeded in upsizing the microbial power generation cell as a step towards its practical use. The companies have achieved the world's highest level of performance with a CODCr removal rate of 20kg/m3/d and output of 200W/m3, which are unprecedented among cells of a size for practical use. Kurita aims to realize wastewater treatment with virtually zero CO2 emissions within a few years.

 

Moreover, Kurita has applied for more than ten patents for the equipment structure, operation method, and other elements of wastewater treatment powered mainly by microbial fuel cells. Kurita will begin evaluating potential applications with real wastewater in an effort to improve the cell's performance further.

 

The Kurita Group places corporate social responsibility (CSR) at the center of its management and focuses on creating shared value with society under its medium-term management plan titled Maximize Value Proposition 2022 (MVP-22). Moving forward, Kurita will achieve carbon neutrality of wastewater treatment through the practical use of wastewater treatment system incorporating microbial fuel cells, thus contributing to realizing a sustainable society.

 

[출처 = Kurita(https://www.kurita.co.jp/english/aboutus/press220120.html) / 2022년 1월 20일자 보도자료]