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生物電気化学的な窒素固定促進技術開発のための基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K11707
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
研究機関大阪工業大学 (2021)
国土技術政策総合研究所 (2018-2020)

研究代表者

粟田 貴宣  大阪工業大学, 工学部, 講師 (80724905)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード生物学的窒素固定 / 細胞外電子伝達物質 / メタゲノム解析 / 窒素固定 / 細胞が遺伝子伝達物質 / 電子伝達物質
研究成果の概要

本研究テーマでは窒素固定微生物を用いたアンモニア生成技術開発に向けた基礎的な知見を得ることを目的として課題に取り組んできた。水田土壌を植種源とし、窒素固定微生物の継代培養を行うことによって、窒素固定微生物の集積培養を試みた。さらに土壌画分の一つであるヒューミンを添加することによって活性の増加が可能であることを確認し、さらにヒューミンが細胞外電子伝達物質として働くことを明らかにした。今後の課題として、十分量の窒素固定微生物の培養を可能にする装置デザインが求められる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現行のアンモニア生成技術は高温高圧下で実現するハーバー・ボッシュ法によって生成されているが、大部分は肥料として消費されている。水素エネルギーの需要増加によって、輸送コストの低いアンモニアを水素キャリアとして利用することが注目されており、工業的に製造したアンモニアの需要がさらに増加することが予想される。そこで生物学的な窒素固定によってアンモニアを合成し、肥料として使用することができれば田畑で直接肥料を微生物に生成させて利用が可能となることから、その基礎的な知見として重要な情報を取得できた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Promotion of biological nitrogen fixation activity of an anaerobic consortium using humin as an extracellular electron mediator2021

    • 著者名/発表者名
      Dey Sujan、Awata Takanori、Mitsushita Jumpei、Zhang Dongdong、Kasai Takuya、Matsuura Norihisa、Katayama Arata
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 6567-6567

    • DOI

      10.1038/s41598-021-85955-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Nitrogen fixing activity promoted by humin.2019

    • 著者名/発表者名
      Awata T, Mitsushita J, Kasai T, Matsuura N, Katayama A.
    • 学会等名
      International Conference of Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of biological nitrogen fixation using humin as external electron mediator.2019

    • 著者名/発表者名
      Dey S, Kasai T, Mitsushita J, Awata T, Katayama A.
    • 学会等名
      International Conference of Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Promotion of nitrogen fixing activity of anaerobic consortium using humin.2019

    • 著者名/発表者名
      Awata T, Mitsushita J, Kasai T, Matsuura N, Katayama A.
    • 学会等名
      8th IWA Microbial Ecology and Water Engineering Specialist Conference.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒューミンを利用した嫌気性微生物の窒素固定反応の促進2019

    • 著者名/発表者名
      三下純平、笠井拓哉、片山新太、粟田貴宣
    • 学会等名
      日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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