私たちが日常使用している電気などのエネルギーは、主に、石炭や天然ガス、石油などの化石燃料を燃やして作られています。しかし、これらを燃やすとエネルギーと同時に地球温暖化の原因となる二酸化炭素(CO2)も発生してしまいます。また、化石燃料は再生することができないので、いつかは枯渇してしまいます。このようなことから、クリーンで環境にやさしい新たなエネルギーが求められています。
そこで注目されているのがバイオマス資源の有効活用です。バイオマス資源とは、再生可能な生物由来の有機性資源のことです。生命と太陽エネルギーがある限り持続的に再生可能と言えるものがバイオマス資源であり、その特徴は、それが利用過程でCO2を放出しても、もともと大気中のCO2を吸収してできたものであることから、化石燃料の代替燃料として利用することで、CO2の排出削減に貢献できる点です。
水素の生産に関しては、水の電気分解や天然ガスの熱分解など既に実用化されている技術があります。その中で、メタン発酵によって生産されたメタンを水素に改質し、燃料電池に利用する方法が検討されていますが、改質には多くのエネルギーを消費します。これに対して、水素を有機性廃棄物から直接回収できれば、廃棄物の処理と同時に水素という有価資源の回収にも貢献できることになります。そこで、私たちの研究では、微生物を利用して有機性廃棄物から水素を生産するという研究を進めています。
微生物には、生活するために酸素を必要とするタイプと、必要としないタイプがいます。酸素を必要とするタイプを好気性細菌、酸素を必要としないタイプを嫌気性細菌と呼びます。嫌気性細菌は有機物を食べて生きるためのエネルギーを得る一方、その過程でメタンや水素などの様々な物質を生成します。これを発酵と言います。