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白金族元素(燃料電池用)の資源循環・金属触媒調製のためのバイオメタラジーの創出

研究課題

研究課題/領域番号 18H03846
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関大阪府立大学

研究代表者

小西 康裕  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (90167403)

研究分担者 野村 俊之  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00285305)
荻 崇  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (30508809)
荻野 博康  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80233443)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
43,030千円 (直接経費: 33,100千円、間接経費: 9,930千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2019年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワードバイオメタラジー / 白金族元素 / 燃料電池 / 電極触媒 / 資源循環
研究成果の概要

Pt(IV)イオン還元微生物を用いて細胞表層にPt(白金)ナノ粒子を室温合成し、このPtナノ粒子を炭素粒子に効率よく担持させたPt/C触媒のバイオ調製法を開発した。バイオ調製Pt/C触媒は、市販Pt/C触媒に匹敵する酸素還元反応(ORR)質量活性ならびに耐久性を備えていた。さらに、Pt(IV)イオンのバイオ還元・ナノ粒子化手法を基に、使用済み燃料電池触媒からの白金族元素(燃料電池用)の資源循環・金属触媒調製のための技術的基盤を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、白金族金属(PGMs)の新たなリサイクルチェーン確立を目指し、微生物によるPGMs分離・回収およびナノ粒子合成を兼ね備えた革新的リサイクル技術を創出したものであり、海外依存度が高いPGMs資源の安定供給・低コスト化を実現できるもので、ここに社会的意義がある。また学術的な観点からは、「使用済み燃料電池触媒からのPGMsリサイクル」、「PGMsナノ粒子触媒の調製」、「微生物機能の応用」を融合した学際的研究の先駆けとなるものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Microbial recovery of palladium by baker’s yeast through bioreductive deposition and biosorption2020

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, R. Fujimori, H. Tanaka, A. Kondoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 196 ページ: 105413-105413

    • DOI

      10.1016/j.hydromet.2020.105413

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of genes responsible for reducing palladium ion in Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      T, Matsumoto, M. Kamino R. Yamada, Y. Konishi, H. Ogino
    • 雑誌名

      J. Biotechnol.

      巻: 324 ページ: 7-10

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] パン酵母を分離剤として活用する貴金属・レアメタル(金、パラジウム、白金)のバイオ回収2019

    • 著者名/発表者名
      小西康裕
    • 雑誌名

      環境管理

      巻: 55 ページ: 29-33

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Microbial recovery of gold from neutral and acidic solutions by the baker's yeast Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, R. Fujimori, M. Nakatani, D. Yoshihara, T. Nomura, Y. Konishi
    • 雑誌名

      Hydrometallurgy

      巻: 181 ページ: 29-34

    • DOI

      10.1016/j.hydromet.2018.08.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] バイオミネラリゼーションに基づくPt燃料電池触媒の調製とその電気化学的特性2020

    • 著者名/発表者名
      仁熊 圭、斎藤範三、野村俊之、小西康裕
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属イオン還元細菌によるPdナノ粒子の室温合成と不均一触媒への応用2020

    • 著者名/発表者名
      坂東和弥、斎藤範三、野村俊之、小西康裕
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] パン酵母Saccharomyces cerevisiaeによるパラジウムの回収2020

    • 著者名/発表者名
      花市祐介、斎藤範三、野村俊之、小西康裕
    • 学会等名
      化学工学会第51回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Green and sustainable synthesis of platinum group metal nanoparticles using metal-reducing microorganisms and their environmental applications2019

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      4th Green & Sustainable Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable biosynthesis of platinum group metal nanoparticles using metal ion-reducing microorganisms and their environmental applications2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Konishi
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Green synthesis of platinum nanoparticles using metal ion-reducing bacterium Shewanella algae and their electrical properties in a fuel cel2019

    • 著者名/発表者名
      K. Niguma, N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Green synthesis of palladium nanoparticles using baker's yeast and their catalytic properties2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hanaichi, N. Saitoh, T. Nomura
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microbial deposition and characterization of platinum group metal nanoparticles using metal ion-reducing bacterium Shewanella algae2019

    • 著者名/発表者名
      K. Bandoh, N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biotechnological recycling of platinum group metals and gold from post-consumer products2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Konishi, N. Saitoh, T. Nomura
    • 学会等名
      The 12th European Congress of Chemical Engineering/the 5th European Congress of Applied Biotechnology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable use of precious metals through biohydrometallurgical recycling2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Konishi
    • 学会等名
      23rd International Biohydrometallurgy Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sustainable Use of Precious and Rare Metals through Biotechnological Recycling2019

    • 著者名/発表者名
      N. Saito, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      TMS 2019 Annual Meeting & Exhibition (San Antonio, USA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオテクノロジーに基づく白金族金属の持続可能な利用2018

    • 著者名/発表者名
      小西 康裕
    • 学会等名
      資源・素材2018 -平成30年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sustainable use of critical raw materials through biotechnological recycling2018

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      3rd Green & Sustainable Chemistry (Berlin, Germany)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable use of precious metals through biotechnological recycling2018

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      4th International Conference on Green Chemistry and Sustainable Engineering (Madrid, Spain)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microbial biomineralization and the catalytic activity of platinum group metal nanoparticles obtained with metal-reducing microorganism2018

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      6th International Meeting on Magnetotactic Bacteria (MTB 2018) (Kanazawa, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Green Synthesis and Fabrication of Palladium Nanoparticle Catalysts Using the Baker's Yeast Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      H. Wenting, N. Saito, T. Nomura, Y. Konishi
    • 学会等名
      The 7th ECUST-TKU-KIST-OPU Joint Symposium (Shanghai, China)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パン酵母を利用するPdナノ粒子のバイオ調製とその触媒性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤範三,河口拓也,野村俊之,小西康裕
    • 学会等名
      資源・素材2018 -平成30年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パン酵母を利用する都市鉱山からの貴金属・レアメタル分離・回収2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤範三,中谷昌揮,野村俊之,小西康裕
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微生物機能を活用する白金族金属の資源循環・金属触媒調製2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤範三,田中里依,野村俊之,小西康裕
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 白金ナノ粒子のバイオ合成と燃料電池電極触媒への応用2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤範三,井上和俊,野村俊之,小西康裕
    • 学会等名
      触媒学会・燃料電池関連触媒研究会・第11回新電極触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 鉱物・宝石の科学事典2019

    • 著者名/発表者名
      小西康裕(分担執筆)
    • 総ページ数
      664
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254162769
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] REWAS 2019 -Manufacturing the Circular Materials Economy-2019

    • 著者名/発表者名
      N. Saitoh, T. Nomura, Y. Konishi
    • 総ページ数
      454
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • ISBN
      9783030103859
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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