2008 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギー変換のための生体触媒-電極接合系の創成と反応解析
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19310070
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
加納 健司 Kyoto University, 農学研究科, 教授 (10152828)
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| Keywords | バイオ電池 / マルチ銅酸化酵素 / フラボヘモプロテイン / 電流-電圧曲線 / 直接電子移動型触媒 / 酸素還元電極反応 / 糖酸化電極反応 / 炭素素材 |
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| Research Abstract |
未来型エネルギー変換システムとしてのバイオ電池について,直接電子移動(DET)型生体触媒機能電極反応の熱力学的および速度論的な基礎研究を展開し,バイオ電池の技術基盤を確立することを目的とし,主に,以下の3点について成果が得られた.
(1)直接電子移動(DET)型のバイオカソードとして,マルチ銅酵素を触媒とする三相界面構造を構築することを目的として,炭素の種類とバインダーの種類,およびそれらの混合費などを綿密に調べた.その結果,世界で初めて20mA/cm2の電流密度を達成した.
(2)酵素の大きさ程度の細孔を有する種々の炭素を調整することに成功した.またその細孔を制御する方法も見出した.これにより,酵素の数倍程度の細孔が適切であることがわかった.
(3)DET型微生物機能電極反応と言われてきた反応系について,電気化学挙動を精査した結果,微生物が産生する酸化還元物質が,メディエータとなっていることを明らかにした.また,培養液中から,酸化還元物質としてのキノンとフラビンを同定した.この知見は,微生物-電極間の電子移動反応を制御する方針を導く礎となる.
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