| 研究課題/領域番号 |
18H02091
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
尹 基石 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (50701497)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | エネルギー変換系 / 水素酸化反応 / ヒドロゲナーゼ / ギ酸デヒドロゲナーゼ / 生体触媒 / 水素発生 / 二酸化炭素の水素化 / 水素生成 / エネルギー変換反応 / 融合型酵素反応 / 水素 / 二酸化炭素 / ギ酸 / 人工融合酵素 |
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| 研究成果の概要 |
生体触媒を用いたギ酸塩から効率的な水素発生は、環境にクリーンなエネルギー源を生み出す魅力的な方法である。 しかし、ギ酸の酸化と水素発生を触媒する酵素は、酸素にその酵素活性が非常に不安定である。本研究では、酸素安定性[NiFe]-ヒドロゲナーゼと[Mo]-ギ酸脱水素酵素を導電性の担体であるカーボンブラックに担持し、天然由来ポリマーなどで固定化し、効率的なギ酸から水素生成系を構築した。アルギン酸ナトリウムとカーボンブラックで固定化した生体触媒は、ギ酸から水素発生反応の安定化に寄与した。本固定化酵素触媒反応系は、顕著な酸素安定性を示し、空気に暴露後にも触媒的に水素生成が確認される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微生物によるバイオマスを原料とした水素生成では、ギ酸を基質とすることも可能である。実際、様々な通性嫌気性細菌による、ギ酸を基質とした水素生成法がこれまでに報告されている。しかし、酸素安定性酵素を導電性のカーボンブラックに担持し、酵素電極によるギ酸からの水素生成のエネルギー変換系を構築するのは、本研究が初めての例となる。本研究は、異なる生体触媒をカーボン担体に固定することで、水溶性エネルギー変換系を創成するものであり、貴金属触媒を持たない高効率なエネルギー変換系の研究開発に大きく貢献するものである。
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