| 研究課題/領域番号 |
15H01753
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
持続可能システム
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| 研究機関 | 東京薬科大学 |
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研究代表者 |
渡辺 一哉 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (40393467)
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| 研究分担者 |
阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30390628)
上野 嘉之 鹿島建設株式会社(技術研究所), 地球環境・バイオグループ, 上席研究員 (60416724)
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| 研究協力者 |
高妻 篤史
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2018年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2017年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2016年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2015年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 電気共生 / 嫌気消化 / メタン発酵 / メタゲノム / 電子伝達 / 電気活性微生物 / カーボンブラック / マグネタイト / 発電菌 / 電気合成菌 / メタン菌 / 活性炭 / ナノ材料 / バイオマス / 微生物 / 廃棄物再資源化 / バイオエネルギー / 微生物電気合成 / 微生物電気化学 / 嫌気微生物 |
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| 研究成果の概要 |
導電性微物質を嫌気微生物群集に添加することにより微生物間の還元力のやりとり（電気共生）を促進し、メタン発酵を高効率化する検討を行った。その結果、酸化鉄微粒子を添加した場合にメタン発酵が顕著に促進され、またこの促進効果は静置条件および撹拌条件の両者で観察された。この２条件において形成される菌叢を解析したところ、静置条件においてはGeobacterとMethanosarcinaの増加が確認され、電気共生によりメタン発酵が促進されたと考えらえる。一方撹拌条件においては、Methanosarcinaのみが増加した。メタゲノム解析により、酸化鉄微粒子が酢酸分解メタン生成経路を促進する可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
嫌気消化メタン発酵プロセスはバイオマス廃棄物の処理およびバイオガス回収に広く用いられている。しかし、プロセスの効率や安定性に課題があり、性能の向上が求められている。今までに装置の形状などの検討が行われてきたが、微生物群集自体の活性を上げることは難しかった。近年、導電性微粒子を微生物群集に添加し、微生物間の還元力の移動を促進させることでメタン発酵を効率化できる可能性が示されている。しかし、培養条件などによりその効果が安定しないと言われてきた。本研究では、微粒子の種類や撹拌条件をかえてその効果を検証し、酸化鉄微粒子には今までに知られていないメタン発酵促進効果があることをつきとめた。
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