──微生物を使って発電する研究を行われているそうですね。なぜ微生物発電を行おうと考えたのでしょう？

20世紀のサイエンスは主として現代物理学をベースとし、エネルギー源としては化石燃料を用いて、人類にとって便利な社会を築いてきました。しかし、21世紀になって、環境やエネルギー、資源の持続性に疑問が持たれるようになり、自然と共生できる新たな指導原理に基づいた科学技術の重要性が高まっています。

たんに太陽エネルギー変換効率ということでいえば、現在の太陽電池は10％以上、タンデム型なら40％以上に達しています。植物の光合成は、条件によっても異なりますがせいぜい5％程度。人工の太陽電池は、効率の上では植物を上回っているわけです。だからといって、太陽電池が植物を超えたということにはなりません。

──植物は勝手に成長していきますしね。

──それぞれどういう原理で発電するのでしょう？

普通の燃料電池は、水素を入れてやれば酸素と反応して発電します。メタノールから水素を作り、それを使って発電するタイプもあります。一方、微生物燃料電池は、エサとなる有機物を与えてやれば発電します。

有機物には高いエネルギーが含まれています。私たち人間はこれを食物として取り込み、ATP（アデノシン三リン酸）というエネルギー通貨に変換し、生きているのです。有機物に含まれていたエネルギー準位の高い電子からエネルギーを取り出しているわけで、最後にはエネルギー準位の低くなった電子をどこかに捨てる必要があります。

この電子を酸素に渡して、二酸化炭素と水を生成する過程こそ、私たちが行っている呼吸です。酸素がないと人間は窒息死してしまいますが、それはエネルギー準位の低い電子を捨てる場所がなくなってしまうからだともいえるでしょう。

微生物でも基本的にはまったく同じことが行われています。ただし、電子を渡す先は酸素でなくともかまいません。二酸化炭素に電子を渡すと、メタンが生成されます。牛がゲップを出すのは、酸素がなくとも生きられる微生物がメタンを作るから。田んぼの底からぶくぶく泡が出てくるのも同じ反応です。

二酸化炭素に電子を渡すということは、酸素に渡す場合に比べてまだまだエネルギーが残った状態で渡していることになります。先にも述べたように、酸素呼吸では微生物は取り入れたエネルギーのうち、1/3程度しか利用せず、残りの2/3を捨てているのです。

面白いことに、電子を二酸化炭素ではなく、電極に直接渡せる微生物もいます。それが、電流発生菌です。