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2012 Fiscal Year Annual Research Report

二酸化炭素処理とエネルギー資源再生を両立させる持続型炭素循環システムの最適化技術

Research Project

Project/Area Number 20246128
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

佐藤 光三  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60322038)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増田 昌敬  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50190369)
川口 秀夫  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50463873)
Project Period (FY) 2008-04-08 – 2013-03-31
Keywords環境技術 / 二酸化炭素排出削減 / 資源開発工学 / 微生物 / 生物・生体工学
Research Abstract

平成24年度は、電気化学的メタン生成反応の持続型炭素循環システムへの技術利用を全体構想に、電気化学的メタン生成反応の地下貯留層内での利用・高効率化のための基盤情報を確立した。「電気化学的メタン生産」とは微生物が電気エネルギーを利用してCO2をメタンへと還元する反応である。この萌芽的技術シーズを「二酸化炭素回収・貯留によって地中貯留されたCO2をメタンへと変換して利用する」システムの中核として技術化するための開発基盤の確立を目的とする以下の研究を行った。
まず、電気化学的メタン生産の基礎研究として、前年度に引き続き当該反応の微生物的機構の解明を進め、反応の律速段階である電極からメタン生成古細菌への電子伝達に「電子放出性細菌」と呼ばれる一群の細菌種が触媒として関与していることを明らかにした。
そこで、特に地下貯留層での利用を前提とした電気化学的メタン生産の微生物触媒として、既往知見の少ない高温環境(油ガス田の貯留層等)に由来する微生物サンプル群を対象に電子放出性細菌を探索した。その結果、多種の高温環境由来のサンプルで電気化学的活性が検出され、地下貯留層を含む高温嫌気環境における電子放出菌の遍在性と電気化学的メタン生産の地下での技術利用可能性が示唆された。同時に、新規の好熱性微生物触媒(電子放出菌)を複数種発見した。
さらに、地下貯留層の常在性微生物群から初めて電気化学的メタン生産活性を持つ微生物系を集積し、それが既往研究中で最も高い反応活性を持つ事を示した。この好熱性微生物系による反応の特性・機構を解析し、電気化学的メタン生産を利用したCO2変換・利用技術開発の基盤情報となる成果を得た。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Electrochemical and microbial analysis of the bio-electrodes of the electromethanogenic reactor.2013

    • Author(s)
      H. Kobayashi, N. Saito, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng

      Pages: in press

    • DOI

      doi:10.1016/j.jbiosc.2013.01.001.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production.2013

    • Author(s)
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato.
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy

      Volume: 38 Pages: 未定

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2013.04.116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bio-electrochemical conversion of carbon dioxide to methane in geological storage reservoirs2013

    • Author(s)
      K. Sato, H. Kawaguchi, H. Kobayashi
    • Journal Title

      Energy Conversion and Management

      Volume: 66 Pages: 343-350

    • DOI

      10.1016/j.enconman.2012.12.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemical and phylogenetic analyses of current-generating microorganisms in a thermophilic microbial fuel cell.2012

    • Author(s)
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng

      Volume: 115 Pages: 268-71

    • DOI

      doi:10.1016/j.jbiosc.2012.10.007.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Identification of new microbial mediators for electromethanogenic reduction of geologically-stored carbon dioxide.2012

    • Author(s)
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121122-20121122
  • [Presentation] Improvement of CO2 geological storage efficiency by injection and production well design.2012

    • Author(s)
      K. Tanaka, J. Vilcaez, K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121121-20121121
  • [Presentation] Integrated CCS aspect into CO2 EOR project under high range of reservoir properties and operating plans.2012

    • Author(s)
      V. Attavitkamthorn, J. Vilcaez, K Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121121-20121121
  • [Presentation] GHGT101: Carbon Storage in Japan2012

    • Author(s)
      K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121121-20121121
    • Invited
  • [Presentation] Mechanism of electromethanogenic reduction of CO2 by a thermophilic methanogen.2012

    • Author(s)
      M. Hara, Y. Onaka, H. Kobayashi, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121120-20121120
  • [Presentation] Electromethanogenic CO2 conversion by subsurface-reservoir microorganisms.2012

    • Author(s)
      Y. Kuramochi, Q. Fu, H. Kobayashi, M. Ikarashi, T. Wakayama, H. Kawaguchi, J. Vilcáez, H. Maeda, K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121120-20121120
  • [Presentation] Global optimization of injection well placement toward higher safety of CO2 geological storage.2012

    • Author(s)
      T. Goda, K. Sato.
    • Organizer
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都
    • Year and Date
      20121120-20121120
  • [Presentation] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production.2012

    • Author(s)
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, K. Sato.
    • Organizer
      The 2012 Asian Biohydrogen and Bioproducts Symposium
    • Place of Presentation
      重慶、中国
    • Year and Date
      20121110-20121110
  • [Remarks] エネルギー流体工学研究室HP

    • URL

      http://gpre.geosys.t.u-tokyo.ac.jp/lab/index.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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