2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24656479
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
中川 紳好 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70217678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻口 拓也 金沢大学, 機械工学系, 助教 (10510894) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオ燃料電池 / 電極構造 / 酵素固定化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らの酵母エキス(YE)を用いるグルコース燃料電池では60℃という高い温度に至適温度を持ち、1.0Vもの高い起電力が得られている。食品工場等からのグルコースを含んだ高温廃水からのエネルギー回収装置として活かすことを目指した。これまで燃料溶液にはグルコース以外にYEおよびメディエーターとしてのメチレンブルー(MB)を溶解する必要であったが、昨年度までの研究で、カーボン材にYEとキトサンの混合液を塗布することで、YEを電極に固定化することができることが分かった。一方、機械的な強度の問題で、カーボン材としてカーボンブラック(CB)だけを用いると触媒層（CBとYEとキトサンの混合体）を厚くしていくことに限界があることがわかった。本年度は出力増大を目的として、まずカーボン材にCBとカーボンナノファイバー(CNF)の複合体を利用する事を検討した。その結果、複合体を用いることでひび割れが無く層として機械的な強度がより強く、比較的厚く層を形成することに成功した。CBとCNFの混合割合および総量に加え、キトサンおよびYEの添加割合について最適条件を求めた。発電実験を行い、最適条件ではグルコース水溶液（20g/L)でおよそ280mW/m2という高い最大出力が得られた。この値はYEを固定化しないで、溶液中にYEとMBとを溶解して発電したときの最大出力とほぼ同等である。また、燃料のグルコース溶液を入れ替える繰り返し実験で固定化の効果を調べたところ、４回の交換後まで対初期値で30%の出力低下が見られたが、それ以降は変化しないことが分かった。長時間発電の結果からエタノールの生成が確認された。
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