(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口を設けた、密封することができる水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された二酸化炭素を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度、水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置。
【請求項２】
採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口、並びに液体成分及び／または固体成分の取り出し口を設けた、密封することができる水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度、水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置。
【請求項３】
採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口、並びに液体成分及び／または固体成分の取り出し口を設けた、密封することができる水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された二酸化炭素、並びに液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度、水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置。
【請求項４】
採取植物が、土着の水素生成能力を有する微生物が付着している植物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の植物を用いた炭素循環型水素製造装置。
【請求項５】
採取植物あるいは植物の生育領域で生育させた植物に含まれている糖質を分解処理し、低分子化した後、水素発酵リアクターへ投入することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の植物を用いた炭素循環型水素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素製造装置およびその利用方法に係わり、特に植物を用いることにより水素を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業革命以後の化石燃料大量消費の結果、大気中の二酸化炭素濃度が上昇し続け地球温暖化現象が引き起こされつつあり、大きな社会問題となっている。そこで化石燃料に代替するエネルギー物質として水素が２０年以上前から注目され、安価で、大量生産を目的とした水素製造方法が研究されている。現時点で最も有力な方法は太陽電池を用いて水を電解し水素を得る方法である。しかし、この方法では未だ太陽電池のエネルギー回収率が１００％を越えるかが明確になっていない、かつ水の電解セルの部分の製造エネルギーについても検討されていないなど検討しなければならない点が幾つかある。一方、微生物を用いた水素製造方法も多く研究されている。水素を製造する微生物には、光合成微生物と非光合成微生物とに大別される。水素を製造する光合成微生物としては、らん藻類、緑藻類、光合成細菌が主に挙げられる。らん藻類と緑藻類はまず好気・明条件で培養し細胞内にデンプンなどのエネルギー物質を貯蔵させる。次に嫌気・暗条件とし、水素を製造させる方法である。光合成細菌は資化できる有機物の存在下、嫌気・明条件として水素を製造させる方法である。水素を製造する非光合成微生物としては、大腸菌や嫌気性細菌があり、資化できる有機物の存在下、嫌気・暗条件として水素を製造することができる。しかしいずれの場合もまず微生物を人為的に培養するという過程が含まれ、培地など培養に必要な材料および基材が必要となり、かつ人為的に嫌気条件とする必要もあったので、水素製造コストが高くなってしまっていた。また、発酵で水素の他に必ず生成してくる二酸化炭素も地球温暖化が問題になっている現在ではその処理、利用方法についても検討する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のとおり、従来の微生物を用いた水素製造方法では、予めあるいは常に微生物を培地を用いて培養する必要があり、かつ人為的に嫌気条件とする必要もあるため、水素製造コストが高くなる欠点があった。そこで、本発明者等は、安価に水素製造ができ、かつ生成してくる二酸化炭素についても考慮した優れた水素製造方法及び装置について発明を完成し、先に出願を行った（特願平１０−８４２７３号及び１０−２２７１５９号）。
本発明は、先に出願した水素製造装置の改良に際し、二酸化炭素と共に副生する液体成分及び／または固体成分の利用についても考慮すると共に、これらの再利用によって生育させた植物の利用まで着目した炭素循環型水素製造装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口を設けた水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された二酸化炭素を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置である。
【０００５】
また、本発明は、採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口、並びに液体成分及び／または固体成分の取り出し口とを設けた水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置である。
【０００６】
更に本発明は、採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口、並びに液体成分及び／または固体成分の取り出し口とを設けた水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された二酸化炭素、並びに液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置である。
【０００７】
本発明において、採取植物としては土着の水素生成能力を有する微生物が付着している植物が挙げられる。
上記水素発酵リアクターは嫌気条件下に置くことができる。
採取植物あるいは植物の生育領域で生育させた植物およびその他の植物は、そのまま投入しても良いが、それに含まれている糖質を分解処理し、低分子化した後、水素発酵リアクターへ投入しても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記の如く、採取植物を収容し得る容積を有し、かつ発生ガスの取り出し口、及び／または、液体成分及び／または固体成分の取り出し口とを設けた水素発酵リアクター、生成したガスを水素と二酸化炭素とに分離する分離装置、分離された二酸化炭素、及び／または、液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に搬送する搬送装置、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度水素発酵リアクターへ投入する投入口を含む、植物を用いた炭素循環型水素製造装置である。この水素製造装置のフロー図を図１に示す。
【０００９】
本発明者等が先に開発した水素製造方法は、容器（水素発酵リアクター）に水を添加し又は添加せずに採取植物を収容し密閉した後、暗条件下または明条件下に維持することにより水素を製造することを特徴とするものであり（特願平１０−２２７１５９号）、この方法において使用しうる本発明の水素製造装置の水素発酵リアクターは、その大きさ、形状は問わず、採取植物を収容しうるものであれば良いが、場合により、採取植物及び水を収容しうるものであり、かつ外気と触れない仕組みのもので発生ガス、並びに液体成分及び／または固体成分の取り出し口を設けたものであればいずれでもよい。
【００１０】
本発明の水素製造装置の使用法は、上記水素発酵リアクターに適当な大きさにカットしたあるいは全くカットしていない採取植物を入れ、さらに場合によって水を加え、外気と触れない状態に維持することにより、気体成分として主に水素と二酸化炭素を生産せしめ、この生成した気体を水素と二酸化炭素に分離する分離装置にかけ、分離された二酸化炭素を搬送装置を経由して植物の生育領域に供給するものである。また、上記水素発酵リアクターより生成した液体成分及び／または固体成分を搬送装置を経由して植物の生育領域に供給するものである。さらに、植物の生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物を再度、水素発酵リアクターへ投入するものである。
【００１１】
ここで、採取植物に水を添加する水素製造方法を使用する場合、採取植物と水との混合比率は重量比で１：０．１〜１：１０００である。そして、水としては蒸留水、水道水、河川水、生活排水、海水などを用いることができる。
使用する採取植物としては、枯れていない、栄養分豊富な新鮮な植物が良い。これら新鮮な植物には微生物の培養に必要な栄養素、及び水素発酵に必要な基質が多く含まれており、培地を用いる必要がなく低コストで水素を製造することができる。さらに本発明者等の研究でわかったことであるが、ほとんどすべての植物には水素生成能のある微生物が付着あるいは共生しているので、そのまま植物体を用いれば水素を製造することができる。
【００１２】
具体的な採取植物としては、例えば雑草の範疇に属する植物等が用いられ、カゼクサ、スギナなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、その植物としては土着の水素生成能力を有する微生物、例えばクロストリジウム属に属する微生物、バチルス属に属する微生物、エンテロバクター属に属する微生物、シトロバクター属に属する微生物、光合成細菌などが付着している植物、土着の水素生成能力を有する微生物、例えばクロストリジウム属に属する微生物、バチルス属に属する微生物、エンテロバクター属に属する微生物、シトロバクター属に属する微生物、光合成細菌などが付着しかつ植物あるいは有機酸や糖質を前記微生物が資化できる程度まで分解することができる土着の他の微生物、例えばクロストリジウム属に属する微生物、シュードモナス属に属する微生物、ルーメン細菌に属する微生物、放線菌に属する微生物、ペニシリウム属に属する糸状菌、カビ属に属する菌類などが付着している植物なども用いられる。
【００１３】
上記水素発酵リアクターには植物の酸素生成を阻害する化合物（以下、阻害剤という）を添加することもできる。阻害剤としては、例えば、メチルビオローゲン名等のビオローゲン誘導体、塩化白金酸、ニッケルイオン、鉄イオン、コバルトイオン、亜鉛イオン、クロムイオン、ルテニウムイオン、ジサリチリデンプロパンジアミン、ポリリジン、アンチマイシンＡ等が挙げられる。この阻害剤の使用量は、使用植物１００部に対して０．００１〜１部である。これら阻害剤を添加することにより、明条件における植物の光合成による酸素生成を抑えることができ、結果的に水素生成開始までの誘導期間を短くすることができ、かつ生成した水素の酸素による酸化反応が抑えられ、結果として水素生成の総量を向上させることができる。さらに植物の酸素生成を阻害する方法としては、水銀処理、ヘキサン抽出、トリス処理、アルカリ処理などの方法も有効である。
【００１４】
上記水素発酵リアクターには、生成水素量を増大させるために、有機酸あるいは糖質を添加することができる。有機酸としては、グルコン酸、クエン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸、乳酸、ピルビン酸、リンゴ酸、マロン酸、酢酸、プロピオン酸などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。特にグルコン酸を添加した場合には大幅に水素生成量が向上する。また、糖質としては、アラビノース、キシロース、リボース、ラムノース、ガラクトース、フルクトース、グルコース、セロビオース、ソルボース、マンノース、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、メリビオース、デンプン、インスクリン、イノシトール、マンニトール、ソルビトール、セルロース、ペプチドグリカンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
上記水素発酵リアクターは明条件、暗条件または明暗交互サイクル条件下に置くことができる。明条件は、自然光あるいは蛍光灯等の人工光のいずれでもよく、また、暗条件または明条件での維持期間はバッチ式においては５〜７０℃で１〜２０００時間である。明条件を間欠に行う条件は、１〜１２時間毎に明条件と暗条件を繰り返すことである。明条件とすることにより、水素生成開始までの誘導期間を短くすることができ、かつ水素生成の総量も向上させることができる。
【００１６】
嫌気条件は、外気と触れない仕組みの容器の気相部分をアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス、炭酸ガス等で置換し、脱酸素することにより設定することができる。脱酸素することにより、生成した水素の酸素による酸化反応が抑えられ、結果として水素生成の総量を向上させることができる。また、本発明は、密封可能な容器内で反応させるものであり、容器内の内圧を高めた状態に保持すれば、発生する水素量が増大することがわかっている。容器を密封した状態のままでも生成するガスのために内圧が高くなるが、容器内圧を高める方法としては、この他外部から二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム等のガスを注入する方法等があり、特に限定するものではない。
【００１７】
採取植物は容器に入れる前にあらかじめ加熱処理あるいは低温処理を施しても良い。加熱および低温処理としては、−２０℃〜１６０℃の温度環境に、０．１〜２４時間放置することである。これにより植物の光合成機能が失われ、明条件において酸素生成が進行せずその結果、生成した水素の酸素による酸化反応が抑えられ、結果として水素生成の総量を向上させることができる。
【００１８】
容器には採取植物とともに土壌を加えても良い。添加する土壌としては、水素生成能力を有する微生物、例えばクロストリジウム属に属する微生物、バチルス属に属する微生物、エンテロバクター属に属する微生物、シトロバクター属に属する微生物、光合成細菌などを含んでいる土壌、あるいは植物あるいは有機酸や糖質を前記微生物が資化できる程度まで分解することができる微生物、例えばクロストリジウム属に属する微生物、シュードモナス属に属する微生物、ルーメン細菌に属する微生物、放線菌に属する微生物、ペニシリウム属に属する糸状菌、カビ属に属する菌類などが含まれている土壌が挙げられるが、これらに限定されるものではない。そして土壌の使用量は、使用植物１００部に対して０．０１〜１００部である。土壌を添加することにより、水素生成開始までの誘導期間を短くすることができる。
水素発酵は静置あるいは撹拌のいずれの方法を用いても良い。
【００１９】
水素発酵リアクター内の温度は、５〜７０℃が好ましいが、これに限定されるものではない。
水素発酵リアクターは、バッチ式、半回分式、連続式のいずれかの方法を用いて運転される。採取植物の種類や添加する有機酸および糖質の種類によって適切な方式をそのつど選択することが望ましい。半回分式あるいは連続式の場合、採取植物の分解した固形物を取り除く必要があるが、採取植物の種類によって、その固形物が沈殿するものと浮遊するものとに分けられ、沈殿するものに関してはリアクターの下部より除去し、浮遊するものに関してはリアクターの上部より除去するのが良い。本発明者らの実験結果によると、採取植物は水素発酵開始前は浮遊し、水素発酵が進行して採取植物が分解してくると沈殿する場合が多いことがわかっている。すなわち、まだ水素発酵に利用できる採取植物は浮遊し、ほとんど分解されもはや水素発酵に利用できなくなった採取植物の残渣は沈殿する場合が多く、半回分式や連続式発酵法では、リアクターの下部より採取植物の固形物を除去していくのが特に良い。
【００２０】
本発酵で生成した発生ガスには水素、二酸化炭素およびその他の微量ガスが含まれるが、生成したガスを水素と二酸化炭素に分離する分離装置において、これをまず水洗することにより、微量ガスの大部分が除去される。次いで活性炭やゼオライトのような細孔材料に通すことによりほぼ完全に水素と二酸化炭素以外の微量ガスを除去する。分離された水素と二酸化炭素は水素吸蔵合金や水素分離膜を用いて水素を捕獲することによりそれぞれ水素と二酸化炭素に分離しても良いし、あるいはアルカリ性物質を主体とした二酸化炭素吸収液あるいは固体を用いたり、二酸化炭素分離膜を用いて二酸化炭素を捕獲することによりそれぞれ水素と二酸化炭素に分離しても良い。但し、水素と二酸化炭素の分離方法はこれらの方法に限定されるものではない。
【００２１】
分離獲得できた水素は、燃料電池や化学合成の原料など、既存の多くの利用方法に適用できる。
一方、分離採取した二酸化炭素は搬送装置を経由して、光合成を行うことにより成長する植物の生育領域に供給して利用される。この搬送装置は二酸化炭素のガスを搬送できるものであればいずれの装置でもよく、特に特定の装置に限定するものではない。大気中の二酸化炭素濃度が高まると、植物の生育速度が大幅に向上することは周知のことである。
【００２２】
植物の生育領域においては、二酸化炭素が放散し逃げないように、ビニールハウスやリアクターなどの閉鎖系の空間を用いて、植物に二酸化炭素を供給するようにする。本発明において使用可能な植物としては、雑草の範疇に属する植物およびトマト、トウモロコシ、ジャガイモ、ナス、ピーマン、メロン、バラ、ランなどの植物、クロレラ、アナベナ、クラミドモナス、シネココッカスなどの藻類など様々な植物を用いることができる。雑草の範疇に属する植物およびトマト、トウモロコシ、ジャガイモ、ナス、ピーマン、メロン、バラ、ランなどの植物を栽培する場合にはビニールハウス、クロレラ、アナベナ、クラミドモナス、シネココッカスなどの藻類を培養する場合にはリアクターを用いるのが好ましい。ビニールハウスを用いた場合、二酸化炭素を保持する以外に保温効果もあるのでさらに植物の生育促進が向上する。
【００２３】
分離採取した液体成分及び／または固体成分は搬送装置を経由して、光合成を行うことにより成長する植物の生育領域に供給して肥料として利用される。
液体成分は主に有機酸であり、主として乳酸、酢酸、酪酸、ピルビン酸が多く含まれている。有機酸はそのまま植物の栄養源となるものもあるし、あるいは土壌に存在する菌類や微生物によりさらに分解されてから植物の栄養源となる場合もある。液体成分にはこの他、リン酸などのリン化合物、硝酸塩やアンモニウム塩などの窒素化合物、硫酸塩などの硫黄化合物も含まれており、これらの化合物も植物の栄養源、すなわち肥料となる。
液体成分に有機酸が多すぎる場合には希釈して肥料として用いるか、あるいは液体成分をさらに活性汚泥処理し有機酸量を減らしてから、有機酸およびリン酸などのリン化合物、硝酸塩やアンモニウム塩などの窒素化合物、硫酸塩などの硫黄化合物を肥料として利用してもよい。
【００２４】
一方固体成分は植物の分解物であり、主として分解し難かった重合度の高いセルロースやデンプンである。セルロースやデンプンはそのままでは植物や藻類などの植物の肥料にはならず、土壌に存在する菌類や微生物によりさらに分解されてから栄養源、すなわち肥料となる。
植物の生育領域で生育させた植物は、そのまま、あるいは破砕および分解した後、水素発酵リアクターへ投入口から投入することができ、これによって本発明における炭素循環型水素製造装置が構成されるが、投入可能な植物には、生育領域で生育させた植物以外の植物も含まれる。投入口は、本発明の水素製造装置の構成を損ねないものであれば、形状、位置などは特に限定されない。
【００２５】
生育領域で生育させた植物及び／またはその他の植物において、クロレラなどの藻類は細胞壁が厚く、細胞内部の栄養素を水素発酵へ利用することはそのままでは困難であるため、水素発酵リアクターへ投入する前に細胞壁破壊処理を施すことが望ましい。細胞壁破壊処理法としては、フレンチプレス、超音波破砕や高温加熱処理、酸加水分解などが挙げられる。さらに植物に多く含まれているデンプンやセルロースなどの高分子糖質は水素発酵の基質として利用が容易でないため、水素発酵リアクターへ投入する前にこれら高分子を分解処理し、低分子化させることが望ましい。分解処理としては、酵素処理や酸、アルカリ処理などが挙げられる。
【００２６】
【実施例】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、生成した水素およびメタンの量は常温および常圧における体積で表す。
〔参考例１〕
コウライシバを２０ｇ採取し、これを容量１，２００ｍｌのガラス容器に蒸留水１，０００ｍｌと共に入れて、ガラス容器の出口からチューブをつなぎ、生成するガスを大気圧開放で回収した。この反応系から６９時間では水素が７３ｍｌ生成した。
【００２７】
〔参考例２〕
コウライシバを２０ｇ採取し、これを容量１，２００ｍｌのガラス容器に蒸留水１，０００ｍｌと共に入れて、１気圧の圧力がかかると開放する圧力弁を付けて密封した。この反応系から６９時間で水素が９７ｍｌ生成した。
参考例１および２から明らかなように、容器の内圧を高めた状態に保持した場合、生成する水素の量が増大することが確認された。従って、以下反応系においては容器を密封して実施した。
【００２８】
〔実施例１〕
道ばたに生育しているカゼクサを１００ｇ分採取し、これを容量２．０リットルのガラス容器に入れ、さらに蒸留水を１．８リットル入れて水素発酵を行った。ゴム栓をし、さらにこのゴム栓に孔をあけてゴムチューブを通して、生成してくる気体を回収するようにした。４日後には、水素が２．０リットル、二酸化炭素が３．０リットル生成した。生成したこれら混合気体をまず水上置換による水洗により、臭いのする微ガスのほとんどを除去した。次いで、活性炭を詰めたパイプに通すことにより水素と二酸化炭素以外のガスを吸着除去した。分離された水素と二酸化炭素を水酸化ナトリウムを溶解した低温アルカリ水溶液に通すことにより、二酸化炭素を溶解させ、高純度の水素を獲得した。アルカリ溶液に溶解した二酸化炭素は、このアルカリ溶液を加熱することにより気体として回収した。この二酸化炭素をクロレラ培養用のリアクターへ二酸化炭素濃度が５％となるように空気と混合して通気することにより、クロレラを培養した。二酸化炭素濃度が３５０ｐｐｍ程度の空気のみを通気した場合に較べると、クロレラの生育速度は５倍以上向上した。ここで獲得したクロレラ１２ｇをフレンチプレスで破砕した後、採取植物（カゼクサ）１００ｇを既に投入してある水素発酵リアクターへ投入したところ、水素発酵リアクターからの水素生成量は２．２リットルであり、採取植物単独の場合（２．０リットル）よりも多く生成した。
【００２９】
〔実施例２〕
道ばたに生育しているカゼクサを１０００ｇ分採取し、これを容量２０リットルのガラス容器に入れ、さらに蒸留水を１８リットル入れて水素発酵を行った。ゴム栓をし、さらにこのゴム栓に孔をあけてゴムチューブを通して、生成してくる気体を回収するようにした。４日後には、水素が２０リットル、二酸化炭素が３０リットル生成した。この水素発酵を繰り返して発酵後の液体成分および固体成分を肥料としてビニールハウス中の畑にまき、さらに生成した二酸化炭素をビニールハウス中に投入してニラの栽培を行った。その結果、発酵後の液体成分および固体成分をまかなかったおよび発酵で生成した二酸化炭素を供給しなかったビニールハウスに較べてニラの生育がかなり良かった。生育の促進された栽培ニラ１００ｇを水１．８リットルとともにそのまま水素発酵リアクターへ投入したところ、水素１．１リットルが生成してきた。
【００３０】
〔実施例３〕
道ばたに生育しているカゼクサを１０００ｇ分採取し、これを容量２０リットルのガラス容器に入れ、さらに蒸留水を１８リットル入れて水素発酵を行った。ゴム栓をし、さらにこのゴム栓に孔をあけてゴムチューブを通して、生成してくる気体を回収するようにした。４日後には、水素が２０リットル、二酸化炭素が３０リットル生成した。この水素発酵を繰り返して発酵後の液体成分および固体成分を肥料としてビニールハウス中の畑にまき、さらに生成した二酸化炭素をビニールハウス中に投入してサツマイモの栽培を行った。その結果、発酵後の液体成分および固体成分をまかなかったおよび発酵で生成した二酸化炭素を供給しなかったビニールハウスに較べてサツマイモの生育がかなり良かった。栽培したサツマイモを粉砕して水に浸し、５５℃で５時間維持した。これによりサツマイモのデンプンがサツマイモに含まれている酵素によって分解、低分子化する。この低分子化し甘くなったサツマイモ１００ｇを水１．８リットルとともに採取植物（カゼクサ）１００ｇを既に投入してある水素発酵リアクターへ投入したところ、水素３．２リットルが生成し、採取植物単独の場合（２．０リットル）よりも多く生成した。
【００３１】
〔実施例４〕
道ばたに生育しているカゼクサを１０００ｇ分採取し、これを容量２０リットルのガラス容器に入れ、さらに蒸留水を１８リットル入れて水素発酵を行った。ゴム栓をし、さらにこのゴム栓に孔をあけてゴムチューブを通して、生成してくる気体を回収するようにした。４日後には、水素が２０リットル、二酸化炭素が３０リットル生成した。この水素発酵を繰り返して発酵後の液体成分および固体成分を肥料としてビニールハウス中の畑にまき、ほうれん草の栽培を行った。その結果、発酵後の液体成分および固体成分をまかなかったビニールハウスに較べてほうれん草の生育がかなり良かった。生育の促進された栽培ほうれん草の葉、茎、根１００ｇを粉砕処理した後水１．８リットルとともにそのまま水素発酵リアクターへ投入したところ、水素０．９リットルが生成してきた。
水素発酵により得られた液体成分および固体成分の一部を使用して成分分析を行った結果、液体成分は大部分が水であるが酢酸、酪酸を主として含み、固体成分は主としてセルロースであった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、植物を用いて安価にまた環境の負荷を少なくして水素を製造し、かつ生成してくる二酸化炭素、並びに液体成分及び／または固体成分を植物の生育に利用し、さらに生育した植物を再度、水素発酵による水素製造に利用する炭素循環型水素製造装置を提供することにある。本発明は、優れた炭素循環型水素製造装置であると共に、果実等を収穫した後の植物体の残りの部分の再利用、二酸化炭素の利用による地球温暖化防止等の付加的効果も期待できる、非常に利用価値のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】生成する二酸化炭素、並びに液体成分及び／または固体成分を植物の生育領域に送るようにし、生育した植物を再度、水素発酵リアクターへ送るようにした炭素循環型水素製造装置のフロー図。
【図１】
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