• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of the non-enzymatic fuel cell for the implantable medical device power supply

Research Project

Project/Area Number 18K19936
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionOhu University

Principal Investigator

Kashiwagi Yoshitomo  奥羽大学, 薬学部, 教授 (50204384)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords非酵素型燃料電池 / ニトロキシルラジカル有機触媒分子 / 修飾電極 / 体内埋込み型医療機器 / 体内埋め込み型医療機器 / 体内埋込み型医療機器用電源 / ニトロキシルラジカル化合物 / 電解触媒酸化反応
Outline of Final Research Achievements

The nitroxyl radical modified electrode prepared by the electrochemical polymerization of the nitroxyl radical organic catalyst on electrode at stability and efficiently. This nitroxyl radical catalyst modified electrode at anode exhibited electrocatalytic activity for oxidation of glucose. As the cathode did the reduction to the water of the oxygen in the solution the energy density was 1000 Wh/kg. This nitroxyl radical modified electrode also showed electrocatalytic oxidation of alcohols and amines with high current efficiency, high selectivity and high yield. This nitroxyl radical modified electrode may be applicable to the the non-enzymatic fuel cell for the implantable medical device power supply.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

負極を高活性ニトロキシル触媒修飾電極としてグルコースの酸化反応、正極では溶液中の溶存酸素の水への還元反応を進行させた結果、エネルギー密度は1000Wh/kgであった。これは、仮にグルコースを二酸化炭素まで完全酸化する場合に、変換効率が現実的な40%とするとそのエネルギー密度は1,100Wh/kgであることからそれに十分匹敵し、現状の二次電池であるリチウムイオンバッテリーの200Wh/kgを大きくしのぐものであり、安定性、出力、容量密度の課題を克服し実用化に耐えうるものであり、現在普及しているリチウムイオンバッテリーに取って替わるものとなり、広く普及していくものと期待される研究成果である。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Decomposition of glucose-sensitive layer-by-layer films using hemin, DNA, and glucose oxidase2020

    • Author(s)
      Kentaro Yoshida,Yu Kashimura, Toshio Kamijo, Tetsuya Ono, Takenori Dairaku, Takaya Sato, Yoshitomo Kashiwagi and Katsuhiko Sato
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 319-331

    • DOI

      10.3390/polym12020319

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electrochemical determination of choline using nortropine-N-oxyl for a non-enzymatic system2020

    • Author(s)
      Kashiwagi Yoshitomo、Ono Tetsuya、Sato Fumiya、Kumano Masayuki、Yoshida Kentaro、Dairaku Takenori、Sasano Yusuke、Iwabuchi Yoshiharu、Sato Katsuhiko
    • Journal Title

      Sensing and Bio-Sensing Research

      Volume: 27 Pages: 100302-100302

    • DOI

      10.1016/j.sbsr.2019.100302

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electrochemical Oxidation of Amines Using a Nitroxyl Radical Catalyst and the Electroanalysis of Lidocaine2018

    • Author(s)
      Sato Katsuhiko、Ono Tetsuya、Sasano Yusuke、Sato Fumiya、Kumano Masayuki、Yoshida Kentaro、Dairaku Takenori、Iwabuchi Yoshiharu、Kashiwagi Yoshitomo
    • Journal Title

      Catalysts

      Volume: 8 Issue: 12 Pages: 649-649

    • DOI

      10.3390/catal8120649

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Preparation of Hydrogen Peroxide Sensitive Nanofilms by a Layer-by-Layer Technique2018

    • Author(s)
      Yoshida Kentaro、Ono Tetsuya、Dairaku Takenori、Kashiwagi Yoshitomo、Sato Katsuhiko
    • Journal Title

      Nanomaterials

      Volume: 8 Issue: 11 Pages: 941-941

    • DOI

      10.3390/nano8110941

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Preparation of Microparticles Capable of Glucose-Induced Insulin Release under Physiological Conditions2018

    • Author(s)
      Yoshida Kentaro、Awaji Kazuma、Shimizu Seira、Iwasaki Miku、Oide Yuki、Ito Megumi、Dairaku Takenori、Ono Tetsuya、Kashiwagi Yoshitomo、Sato Katsuhiko
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: 1164-1164

    • DOI

      10.3390/polym10101164

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 有機分子触媒を利用したバンコマイシンの電気化学検出2020

    • Author(s)
      佐藤 勝彦、小野 哲也、吉田 健太郎、大樂 武範、柏木 良友
    • Organizer
      電気化学会第87回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] TEMPOを利用したバンコマイシンの電気化学的検出2020

    • Author(s)
      佐藤 勝彦、熊野 征行、小野 哲也、吉田 健太郎、大樂 武範、柏木 良友
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 有機ニトロキシルラジカル触媒による中性水溶媒系電解触媒酸化反応の評価2020

    • Author(s)
      谷代 省吾、小野 哲也、佐藤 勝彦、笹野 祐介、大樂 武範、吉田 健太郎、岩渕 好治、柏木 良友
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電解重合法によるTEMPO 修飾グラフェン電極の作製とその電極反応挙動2019

    • Author(s)
      大河原 大樹、小野 哲也、吉田 健太郎、大樂 武範、佐藤 勝彦、柏木 良友
    • Organizer
      第58回日本薬学会東北支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ノルトロピン型ニトロキシルラジカル触媒によるアミン類の電解酸化反応とその応用2019

    • Author(s)
      永井メイ、小野哲也、佐藤勝彦、笹野裕介、吉田健太郎、大樂武範、岩渕好治、柏木良友
    • Organizer
      日本薬学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 奥山まりん、大樂武範、小野哲也、吉田健太郎、金場哲平、佐藤一、近藤次郎、小野晶、田中好幸、柏木良友2019

    • Author(s)
      サイクリックボルタンメトリーを用いたメタロ塩基対の酸化還元特性の解析
    • Organizer
      日本薬学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 有機触媒酸化反応を利用したトリグリセライドの電気化学分析2018

    • Author(s)
      小野哲也、佐藤勝彦、笹野裕介、吉田健太郎、大樂武範、岩渕好治、柏木良友
    • Organizer
      日本薬学会東北支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-07-25   Modified: 2021-02-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi