画期的!？簡易式化学反応式CO2 添加装置の紹介

CO2を添加したい

植物は光、水、二酸化炭素(CO2)を使って光合成をするというのは皆さんご存知の話だと思います。

私の25㎝水槽にはCO2添加を特に必要としなくても育つ水草たちだけを入れていましたが、

「やはり成長が遅い」

というのを感じていました。

CO2添加が必要でないと言われている水草でも、CO2があった方が綺麗に上手に育成できることは言うまでもありません。この記事では、私が考案した簡易式化学反応式CO2 添加装置の紹介をしたいと思います。

少々長い記事となりますので、お時間のない方は https://shibutani4488.site/aquarium/189/#toc8　へ進んで装置の作成方法から読むことをお勧めいたします。

CO2添加の主な方式

私がここで書く必要もないですが、水槽へのCO2添加には以下の2種類の方式が一般的かと思います。

CO2ボンベ式

1番推奨されている方式だと思います。CO2が充填されているボンベにレギュレータ、バルブ、拡散器等を接続して、水槽内にCO2を添加する方式です。

メリットはCO2の添加量を調節しやすいこと、デメリットは初期費用とランニングコストがかかってしまうことです。

発酵式

イースト菌と砂糖を利用して、嫌気発酵させることでCO2を発生させ、水槽内に添加する方法です。

メリットは安価に発酵装置が自作可能で簡単にCO2添加を行うこと、デメリットは温度等の条件によって発酵の状態が左右されてしまうことと、一度始まった発酵は止めることができないことです。

（水槽へのCO2添加の詳細は以下ののサイトで丁寧にまとめられていますのでそちらを参考にして下さい。）

水草水槽に！自作や強制添加など水槽内にCO2を添加する方法・機器まとめ

水草を水槽内で育成するするならぜひ導入しておきたいのが「CO2添加機器」です。なくても育つ水草はもちろんありますし、弱々しい姿でもいいのであれば「CO2添加なしで育成可能」といえると思います。ただ

そして、あまり一般的ではないようですが、もう１つの添加方式があります。それは「化学反応式」と呼ばれるものです。

化学反応式

これは、クエン酸と重曹を水に溶かしてCO2を発生させて、水槽に添加する方式です。

お風呂に入れると泡がシュワシュワでるバスボムと同じ原理を利用します。

メリットは簡単に入手可能なクエン酸、重曹を利用して添加できるということ、発酵式よりは添加量の調節がしやすいことです。

デメリットは大量のクエン酸と重曹が誤って混合された場合、急激なCO2の発生により添加装置の破裂等の事故が起こる可能性があること、添加装置を自作するのはやや手間がかかるという点です。

化学反応式に挑戦してみた！

CO2ボンベ式が1番推奨されているのは理解できます。水槽横にボンベやバルブを綺麗に配置すると見栄えが良いのも理解できます。

でも、あまりお金をかけたくないんです。熱帯魚飼育に挫折してしまう可能性も秘めている状態で初期費用1万円程になる添加装置一式を購入する勇気はありませんでした。

最初は発酵式のCO2添加を以下のキットを購入して挑戦してみました。しかし、やり方がよくなかったのか3日程でCO2ストーンから泡は出なくなりました。。。

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そこで挑戦してみたのが化学反応式です。

装置としては以下のようなものが売られています。

DIY CO2ジェネレータシステムキット圧力ゲージ安全エアーフロー調整可能水族館水槽植物アクセサリー

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また、自作をしている方々もいらっしゃいます。

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しかし、装置を購入するにしろ、自作するにしろ避けられないリスクがあります。それは先にも述べた、装置の不具合、操作ミスからの大量のCO2発生による装置の破裂です。

我が家の水槽はリビングに置いてあります。家族がリビングにいるときに何か事故が起きてしまうリスクは極力避けたいです。

そこで試行錯誤を繰り返し、考案したのが以下の装置です。簡単な工作で、お気軽にCO2添加を試すことができるという理由で我ながら良いアイデアであると思っています。以下、作成方法と動作原理について説明します。

簡易式化学反応式CO2添加装置の作成方法

必要なもの

炭酸ペットボトル × 2 (ウィルキンソンの炭酸水1000ml)
エアチューブ (普通のものでOK)
チューブコネクタ I型 × 2
チューブコネクタ L型 × 2 (無くてもOK)
二又分岐 × 1
アクリルパイプ外径 20mm 肉厚 2mm
ゴム栓 2号 × 1　（ゴム栓でなくても、アクリルパイプ外形20mmの片方をふさぐものがあればそれで代用可能）
エアストーン(CO2添加に適したもの)
5mm径のドリル
ノコギリ

工作手順

ペットボトルのフタに5mm径のドリルで穴を１つ開ける
I型のチューブコネクタを穴にはめて、接着剤でしっかりと固定
上記の作業を2個のフタに行う
外径20mmのアクリルパイプを切断する。長さはペットボトルの高さより1cm位短い長さ（1ℓウィルキンソン炭酸水のペットボトルの場合、20cm）
- ポイント：アクリルパイプをペットボトルにいれた際に、ペットボトルの飲み口から1cmくらい下になるような長さで切断する
切断したアクリルパイプのどちらか片方から5cm程の位置に5mm径のドリルで穴を開ける。穴は複数開けた方がよい。

ペットボトルフタ、二又分岐、エアストーン、チューブコネクタを以下のように接続する。

以上です。私のようなあまり工作が得意でない人でも問題なく作成可能かと思います。

CO2添加方法

空きペットボトルを二又分岐のついていないフタに取り付ける
もう一方のペットボトルに水300mlとクエン酸50gを入れ、よく溶かす。
アクリルパイプの5mm径の穴が開いている側にゴム栓をしっかりとはめ、反対側の口から重曹を5mm径の穴の位置まで入れる（重さでいうと約８g）。以下のように500mlの空きペットボトルにパイプを差して、じょうご等を利用して重曹を入れるとやりやすい。

重曹が入ったアクリルパイプをゴム栓がしてある方を下にして、クエン酸水溶液が入っているペットボトルに入れ、二又分岐がついているフタに装着、急いでフタを閉める。
ペットボトル側の二又分岐のコックを開き、エアストーン側のコックをほぼ閉じた状態にしておく。

この状態で、30分から60分ほど待つとエアストーンからCO2添加が始まります。この分量で、4から5時間ほど添加可能です。クエン酸溶液は1週間経ったら新しいものと交換します。

少しわかりにくいですが、アクリルパイプ内で重曹とクエン酸水溶液が反応する様子の動画です。

こんな感じで水槽内へとCO2が添加されています。発酵式よりは強い圧力で添加可能です。

動作原理

原理は単純にクエン酸と重曹を混ぜてCO2を発生させているだけです。ポイントとはどれだけゆっくり重曹とクエン酸を反応させるかという点です。

実験段階で、クエン酸と重曹をまとめてペットボトルに入れ水を注いでみたら、一気に反応が進んでしまい、フタを閉めている間に全てが終了してしまいました。

冷水を使ってみたり、重曹をオブラートに包んで、少しずつ反応するようにすると長時間水槽に添加することが可能でした。この結果を踏まえて、どうやったらもう少し楽な手順でCO2添加をできるかを考え、この装置の考案に至りました。

図を使って説明します。

重曹が入ったアクリルパイプをクエン酸水溶液にいれると、アクリルパイプの穴からクエン酸水溶液が入り、重曹と反応し、CO２の生成を始めます。重曹はアクリルパイプに入ってくるクエン酸水溶液のみと反応します。ここで一度に反応することを抑えています。
二又分岐のエアストーン側のコックはほとんど閉じておくため、反応したCO2はまずは空のペットボトルの方に移動します。

空のペットボトルをもう１つ継なげているのは、反応によって生成されたCO2を空のボトルに貯めるようにすることで、一気に水槽内に添加することを防ぐためです。私は1Lのペットボトルを使用したので、このようなデザインにしました。もし1.5Lのペットボトルを使用すれば1本のボトルで装置作成可能かもしれません。ただし、その場合はもう少し長いアクリルパイプが必要です。