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安全でしなやかな酵素燃料電池実現のための酵素‐電極界面材料開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05960
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 デバイス関連化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

青柳 将  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50356333)

研究分担者 栗田 僚二  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (50415676)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード酵素燃料電池 / 界面化学 / ナノ炭素材料 / 高分子 / アミノ基含有官能基 / アミノ基含有高分子 / 静電相互作用 / 疎水相互作用 / 電池
研究成果の概要

脂質ナノチューブと集電体のナノ炭素材料の複合化を検討して、複合体上での酵素反応を電気化学測定により評価した。また脂質ナノチューブの代わりにアミノ基含有高分子を電極表面に塗布して、その効果を検討した。その結果、ビリルビンオキシダーゼ(BOD)を使用したカソード反応には電流値が増大する効果が確認されたが、フルクトースデヒドロゲナーゼを用いたアノード反応には電流値が減少した。さらに集電体のナノ炭素材料の種類や表面官能基についてそれぞれ検討を行った。
また、高耐久性の人工耐熱性BODについても検討行ったところ、キトサンの添加により大きな電流地を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酵素燃料電池の電極修飾にこれまで種々の化合物が検討されてきた。脂質ナノチューブは新しい材料で炭素材料との複合化についても知見がなかった。本研究では両溶媒から高濃度で脂質ナノチューブと炭素材料を複合化する手法を見出すことできた。炭素材料に限らず、脂質ナノチューブと無期刑材料の複合化に向けて、可能性が広がることが期待できる。また、種々のアミノ基含有高分子の添加効果やナノ炭素材料を検討し、酵素燃料電池に好適な材料を見出した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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