Development of a flow-type multi-step enzymatic fuel cell implementing a mechanism to remove inhibitors of power generation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15368
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Ichinoseki National College of Technology
• Principal Investigator: Homma Toshimasa 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20818538)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 燃料電池 / 酵素反応 / エネルギー変換 / 多段階反応 / モバイル電源

Outline of Final Research Achievements

A fuel cell was fabricated using an enzyme as an electrocatalyst to convert the chemical energy of formic acid into electrical energy. An electrode was fabricated to obtain electrical energy from oxalic acid, but little current was obtained. The stability, activity, and orientation of the immobilized enzymes are thought to be important factors in improving the output.

Free Research Field

バイオ電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

モバイル機器の機能が充実していくのに伴い、安全かつ大容量の電源が必要になってきている。糖やアルコールの体積あたりのエネルギー密度はリチウムイオン電池よりも優れており、それらを燃料として発電できる酵素燃料電池は情報社会と循環型社会の両立に適した電源といえる。本研究では、長時間継続して発電可能な酵素燃料電池の開発を目指した。残念ながら期間中の開発はならなかったが、糖やアルコールの化学エネルギーを全て取り出すには多段階酵素反応に関わる全ての酵素の活性化や安定化、集積化が重要であることが確認できた。本研究成果は高性能な酵素燃料電池の開発に役立つものと思われる。