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分極改善に基づく高性能な微生物-酵素ハイブリッド型燃料電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06880
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 生物機能・バイオプロセス
研究機関大阪府立大学工業高等専門学校

研究代表者

西岡 求  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40304034)

研究分担者 杉浦 公彦  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00249814)
研究協力者 野田 達夫  
研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードバイオ燃料電池 / バイオマス / グリセリン / 電極反応 / 電気化学 / 微生物 / 酸化還元酵素 / 電気培養 / 応用生物電気化学
研究成果の概要

バイオディーゼル生産に伴う廃グリセリンを微生物燃料電池によりエネルギー化しつつ処理する反応系の構築を目指した.アノード触媒(微生物),電極構造,プロトン交換膜の電力生成に及ぼす影響を電流ー電圧曲線から分極特性を基に検討し,2筒型セルのグリセリン微生物燃料電池を製作した.またカソード反応系を酸化剤(フェリシアン化カリウム)から白金触媒系,酵素触媒系に変更してもグリセリン微生物燃料電池の発電能力は維持され,アノード槽に微生物,カソード槽に酵素を用いるハイブリッド型微生物燃料電池が機能することを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

バイオディーゼル生産に伴う廃グリセリンの処理を可能とする微生物燃料電池システムの開発を行った.既存の有機廃棄物の処理とエネルギー回収を行う方法は,嫌気発酵によるバイオガス生産が主流であるが,新しい選択肢として微生物燃料電池により直接電気エネルギーへ変換する方法を提案できた.また微生物燃料電池の性能向上を目指す上で,分極特性の評価に基づくシステムの最適化,有機物を分解し電子を取り出すアノード槽反応に微生物を利用し,電子を還元するカソード槽反応に酵素を用いるハイブリッド型微生物燃料電池を提案した.

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
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Development of Microbial Fuel Cells Utilizing Glycerol as a Sole Carbon Source2018

    • 著者名/発表者名
      Motomu Nishioka, Hiroki Den, Tatsuo Noda, Kimihiko Sugiura
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 83 号: 1 ページ: 137-143

    • DOI

      10.1149/08301.0137ecst

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グリセリン微生物燃料電池の電極構成要素が出力に与える影響について2019

    • 著者名/発表者名
      辰本浩司、野田達夫、杉浦公彦、西岡 求
    • 学会等名
      日本高専学会第25回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] グリセリン微生物燃料電池におけるカソード反応系2019

    • 著者名/発表者名
      野田美瑠季、野田達夫、杉浦公彦、西岡 求
    • 学会等名
      日本高専学会第25回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] βーシクロデキストリンの包接作用を利用したバイオセンシング法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      松井響平、中井裕也、濱田勇人、小山晃弘、西岡 求、野田達也
    • 学会等名
      日本高専学会第24回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カソード型酵素機能電極の開発とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      高尾隼空、松井響平、西岡 求、野田達夫
    • 学会等名
      第3ブロック専攻科研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 複合酵素膜電極を用いたバイオ論理ゲートの構築2017

    • 著者名/発表者名
      高尾隼空、西岡 求、野田達夫
    • 学会等名
      日本高専学会第23回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of microbial fuel cells utilizing glycerol as a sole carbon source2017

    • 著者名/発表者名
      Motomu Nishioka、Hiroki Den、Tatsuo Noda、Kimihiko Sugiura
    • 学会等名
      2017 Fuel Cell Seminar & Energy Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 種々の微生物を用いた微生物燃料電池の出力特性2017

    • 著者名/発表者名
      森田 楓, 川口 彩, 西岡 求, 野田達夫, 杉浦公彦
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会(豊中大会)
    • 発表場所
      豊中
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 汎用酵素を用いたバイオ論理ゲートの構築2017

    • 著者名/発表者名
      高尾隼空, 西岡 求, 野田達夫
    • 学会等名
      第19回化学工学会学生発表会(豊中大会)
    • 発表場所
      豊中
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-10-24   更新日: 2020-03-30  

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