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深海熱水海底発電と電気合成微生物群集の存在証明

研究課題

研究課題/領域番号 24244091
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

高井 研  独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 分野長 (80359166)

研究分担者 中村 龍平  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
山本 正浩  独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60435849)
研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
47,190千円 (直接経費: 36,300千円、間接経費: 10,890千円)
2014年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2013年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2012年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
キーワード電気合成 / 化学合成 / 深海 / 熱水噴出孔 / 独立栄養 / 電子伝達 / 硫化鉱物 / 独立栄養微生物 / 深海熱水 / 微生物活動
研究成果の概要

研究期間において、(1)現場深海熱水噴出孔において硫化物チムニーの内外で600mV程度の起電力が潜在的に存在し、実際の電子伝達能を有していること、(2)にもかかわらず、実験室内実験において、チムニーに生息する微生物群集を植種源として、天然チムニー電極や様々な電極を支持体とした電気合成微生物群集の増殖が観察されないこと、が明らかになった。これらの結果を踏まえて、深海熱水現場環境での電気合成微生物群集の増殖実験を行い、電気合成微生物群集の形成を示唆する結果を得た。自然深海熱水噴出孔のチムニーにおいて電気合成微生物群集が生育可能であることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical CO2 Reduction by Ni-containing iron sulfides: how is CO2 electrochemically reduced at bisulfide-bearing deep-sea hydrothermal precipitates?2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, A., Yamamoto, M., Takai, K., Ishii, T., Hashimoto, K., and Nakamura, R.
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 141 ページ: 311-318

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2014.07.078

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 燃料電池を用いて深海熱水噴出孔から電力を取り出す2014

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 雑誌名

      ペトロテック

      巻: 37 ページ: 366-371

    • NAID

      40020097725

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 深海熱水燃料電池による発電事業の可能性2014

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 雑誌名

      化学経済

      巻: 62 ページ: 77-81

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 深海熱水噴出孔での発電:熱水-海水燃料電池の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本正浩, 中村龍平
    • 雑誌名

      燃料電池

      巻: 13 ページ: 83-87

    • NAID

      40019962264

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Electricity generation and illumination via an environmental fuel cell in deep-sea hydrothermal vents2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M., Nakamura, R., Oguri, K., Kawagucci, S., Suzuki, K., Hashimoto, K., Takai, K.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 52 号: 41 ページ: 10758-10761

    • DOI

      10.1002/anie.201302704

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of long-distance extracellular electron transfer of metal-reducing bacteria mediated by nanocolloidal semiconductive iron oxides2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuhei Nakamura, Fumiyoshi Kai, Akihiro Okamotoa, Kazuhito Hashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 1 号: 16 ページ: 5148-5157

    • DOI

      10.1039/c3ta01672b

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-voltage electrochemical CO2 reduction by bacterial voltage-multiplier circuits2013

    • 著者名/発表者名
      Taketo Mogi, Takumi Ishii, Kazuhito Hashimoto, Ryuhei Nakamura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 38 ページ: 3967-3969

    • DOI

      10.1039/c2cc37986d

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深海熱水噴出孔での自然発電は生態系に影響するか2013

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 雑誌名

      深海熱水噴出孔での自然発電は生態系に影響するか

      巻: 28 ページ: 70-72

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 深海熱水噴出孔表面における電気的化学進化の検証~還元的TCA回路の再現実験~2015

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 学会等名
      第3回宇宙における生命ワークショップ
    • 発表場所
      一橋講堂、東京都千代田区
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Possibility of electro-ecosystem around deep-sea hydrothermal vents

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO MASAHIRO, NAKAMURA RYUHEI, OGURI KAZUMASA, KAWAGUCHI SHINSUKE, SUZUKI KATSUHIKO, HASHIMOTO KAZUHITO , TAKAI KEN
    • 学会等名
      International Astrobiology Workshop 2013
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Potential electroautotrophic microbial ecosystem based on electric power production in deep-sea hydrothermal vent

    • 著者名/発表者名
      高井研
    • 学会等名
      第28回日本微生物生態学会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学, 愛知県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深海熱水孔での発電:環境燃料電池を熱水孔に設置する

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 学会等名
      Blue Earth 2013
    • 発表場所
      東京海洋大学, 東京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 発電システム2013

    • 発明者名
      山本 正浩他9名
    • 権利者名
      山本 正浩他9名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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