| 研究課題/領域番号 |
18K04822
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
田巻 孝敬 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80567438)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | バイオ燃料電池 / メディエータ / 酵素 / 材料システム設計 / アントラセン二量体 / フェロセン / 表面修飾 / カーボンブラック / レドックスポリマー / 酵素固定法 / グラフト重合 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、触媒として酵素を用いるバイオ燃料電池の高電流密度化へ向けて、メディエータを電極表面に高密度かつ安定に固定化する電極表面構造制御手法を開発した。具体的にはカーボン表面に強く吸着するアントラセン二量体を、スペーサーを介してメディエータと複合化した。メディエータは従来法より約40倍高密度に固定され、電位サイクルに対して安定であることが示された。また、スペーサーの可動性や長さが酵素との反応性に重要であることが示された。さらに、アントラセン二量体による酵素の固定化についても検討し、酵素の活性状態を維持したままカーボンブラック表面へ高密度固定する手法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酵素を使いグルコースなどの生体に安全・安心な燃料から発電するバイオ燃料電池は、医療用補助具や携帯機器のポータブル電源として開発が期待されています。バイオ燃料電池では、酵素が本来有している高い反応速度を十分に活用できていないことが分かっています。本研究では、酵素の反応速度を有効に活かすために、酵素から電極へ電子を受け渡すメディエータと呼ばれる分子を、電極表面に高密度かつ安定に固定する方法を開発しました。
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