バイオマス有効活用のための微生物燃料電池：気候行動と陸上生態系保護の橋渡し

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive overview of MFC research trends, biomass types, and microbial consortia, highlighting key performance metrics and future research directions.

🏢実務担当者:Offers insights into the potential of MFCs for waste valorization and energy recovery, though scalability and economic feasibility need further evaluation.

🏛政策担当者:Demonstrates how MFCs can contribute to SDG 13 and 15 targets, supporting policies that incentivize waste-to-energy technologies.

人口増加と地球規模の環境危機により、エネルギー生成と陸上生態系の保護を両立させる必要性が高まっている。従来の有機廃棄物管理システムは、高濃度の汚染物質負荷を処理するには非効率であり、制御不能なメタン排出や土壌・水質の劣化を引き起こしている。この課題に対応するため、本研究は、微生物燃料電池（MFCs）がバイオマスを価値化し、気候変動対策（SDG 13）と陸上生命の保護（SDG 15）をどのように整合させるかについて批判的レビューを行うことを目的とした。Scopusデータベース（2010年～2026年）の計量書誌学的分析を通じて、Bibliometrixなどのツールを用い、460件の文献を調査し、バイオマス種別、微生物相互作用、電極改質に対処する系統的文献レビューを補完した。主な知見として、MFC研究は現在、指数関数的成長段階（R² = 0.99954）にあり、環境科学（23％）と化学工学（15％）が主要分野であることが示された。産業廃棄物および植物残渣は最も高いバイオ電気ポテンシャルを示し、混合微生物コンソーシアム、特に真菌-細菌の相乗効果は、純粋培養を分解効率とエネルギー生成において上回り、Geobacter sulfurreducensのバイオオーグメンテーションにより最大1760 mW/m²に達した。NiOやMWCNTsなどのナノ材料による電極改質は、電荷移動を大幅に向上させる。測定プロトコルの標準化、ナノ材料の生態影響評価、MFC統合型バイオリファイナリーの経済・環境的実現可能性の評価が、スケーラビリティとSDGs 13および15への効果的な貢献を確保するために推奨される。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Demographic growth and the global environmental crisis have intensified the need to reconcile energy generation with the protection of terrestrial ecosystems. Traditional organic waste management systems are inefficient in handling high pollutant loads, leading to uncontrolled methane emissions and degradation of soil and water. In response to this challenge, the present study aimed to conduct a critical review of how Microbial Fuel Cells (MFCs) valorize biomass to align climate action (SDG 13) with the protection of terrestrial life (SDG 15). Through a bibliometric analysis of the Scopus database (2010–2026), supported by tools such as Bibliometrix, 460 documents were examined, complemented by a systematic literature review addressing biomass types, microbial interactions, and electrode modifications. The main findings indicate that MFC research is currently in an exponential growth phase (R2 = 0.99954), with Environmental Sciences (23%) and Chemical Engineering (15%) as the predominant fields. Industrial and plant residues exhibit the highest bioelectric potential, while mixed microbial consortia—particularly fungal–bacterial synergies—outperform pure cultures in degradative efficiency and energy generation, reaching up to 1760 mW/m2 with Geobacter sulfurreducens bioaugmentation. Electrode modification with nanomaterials such as NiO or MWCNTs substantially enhances charge transfer. Standardization of measurement protocols, ecological impact assessment of nanomaterials, and evaluation of the economic–environmental feasibility of MFC-integrated biorefineries are recommended to ensure scalability and effective contributions to SDGs 13 and 15.

• openalex https://doi.org/10.3390/polym18111354first seen 2026-06-19 04:40:21