2020 Fiscal Year Annual Research Report
Hydrogen production from formate by a hydride biocatalyst
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18H02091
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
尹 基石 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (50701497)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | エネルギー変換系 / ヒドロゲナーゼ / ギ酸デヒドロゲナーゼ / 生体触媒 / 二酸化炭素の水素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、クリーンエネルギー源として注目されている水素に着目し、その効率的な生成法となる新規生体触媒を活用したエネルギー変換系を提示する。 水素はクリーンエネルギー源として注目されている。そこで、均一・不均一系触媒によるギ酸を水素に変換する研究開発が行なわれてきた。しかし、高い反応効率を示す合成触媒は、貴金属や有機溶媒を用いる系が多く、コストや環境負荷への観点から課題が残る。
申請者は、これらの問題点を解決するため、これまでに「酸素に安定なヒドロゲナーゼとギ酸デヒドロゲナーゼ」を精製し、その生化学的な特性解析を行なった。筆者らが精製した両酵素はいずれも細胞膜上に存在するため、細胞膜を用いたエネルギー変換系を構築し、ギ酸から水素生成を評価した。具体的には、申請者らが単離した新規細菌Citrobacter sp. S-77から細胞膜を単離し、導電性の担体であるカーボンブラックに担持し、天然由来ポリマーなどで固定化することでギ酸からの水素生成を行なった結果、反応時間依存での水素生成を確認した。また、両酵素分子間の電子伝達を促進するために、メチルビオロゲンなどの安定な人工電子伝達体を用いて触媒反応性も評価を行なったが、両細胞膜酵素を用いた水素生成系では、人工的な電子伝達体を必要としなかった。これらの新規生体触媒の研究開発は、環境への負荷が小さい新しいエネルギー変換反応の基盤技術の創成において重要な意義がある。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A NiRhS Fuel Cell Catalyst-Lessons from Hydrogenase2020
Author(s)
Ogo, Seiji; Ando, Tatsuya; Thi Minh, Le Tu; Mori, Yuki; Matsumoto, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Yoon, Ki-Seok; Sato, Yukio; Hibino, Takashi; Kaneko, Kenji
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Journal Title
Chem. Commun.
Volume: 56
Pages: 11787-11790
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] NiFe], [FeFe], and [Fe] Hydrogenase Models from Isomers2020
Author(s)
Ogo, Seiji; Kishima, Takahiro; Yatabe, Takeshi; Miyazawa, Keishi; Yamasaki, Ryunosuke; Matsumoto, Takahiro; Ando, Tatsuya; Kikkawa, Mitsuhiro; Isegawa, Miho; Yoon, Ki-Seok; Hayami, Shinya
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Journal Title
Sci. Adv.
Volume: 6
Pages: eaaz8181
DOI
Peer Reviewed / Open Access
