2013 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギー資源ガス生産反応を高効率で触媒する低炭素型微生物電極システムの創出
| Project/Area Number |
23780074
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
小林 肇 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50549269)
|
|---|
| Keywords | バイオカソード / バイオ水素 / バイオメタン / 生電気化学的活性 |
|---|
| Research Abstract |
本研究で構築した好熱性のメタン生産バイオカソードは、既往研究中で最も高いメタン生成速度を有し、反応の電子利用効率は96％以上という顕著に有望な特性を示した。そこで、同バイオカソードの電気化学的メタン生成（EM）反応の触媒機構を詳細に解析した。二槽式の電気化学的培養セルに同バイオカソードを移植し、ポテンショスタットにより定電位（-0.5 V vs. SHE）を与えて培養したところ、EM反応の触媒能が培養継続により向上した。触媒能が向上した同バイオカソードでの電気化学的反応をCyclic Voltammetryにより解析した結果、電位に依存した2種類の反応経路が存在する事が示唆された。詳細な反応実験から、-0.32から-0.6 V (vs. SHE)の電位では「直接的なEM反応（CO2 + 8H+ + 8e- → CH4 + 2H2O）」が、-0.6 V (vs. SHE)より低い電位では水素分子の生成を介した「間接的なEM反応（2H+ + 2e- → H2 およびCO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O）」が起こっている事が示唆された。これらはバイオカソードのEM反応の電気化学的特性を明らかにした初めての知見である。
|
