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微生物由来の水酸化鉄を用いた水環境からのレアアースの回収

研究課題

研究課題/領域番号 18K14172
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

菊池 早希子  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 研究員 (50758852)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード水酸化鉄 / 鉄酸化菌 / レアアース / バイオミネラル / REY / XAFS / zeta-potential
研究成果の概要

本研究では、微生物由来の水酸化鉄(BIOS)へのレアアースの濃集実態および濃集メカニズムを理解することを目的とし、天然で採取したBIOSの元素分析を行うとともに、吸着に関わる鉱物学的性質を調べた。その結果、特に陸上のBIOSに高濃度のレアアースが濃集していることが明らかになった。また、BIOSに含まれる有機物の影響により水酸化鉄の表面電化が負に変化することで、陽イオンのレアアースを静電的に引き付けBIOSにレアアースが濃集する可能性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

バイオミネラルや微生物機能を活用した有用元素の回収は、既存の物理・化学プロセスと異なる省エネルギーかつ環境に優しいバイオテクノロジーとして注目されている。本研究から得られた天然におけるレアアースの濃集および濃集メカニズムを基に固相・液相を最適化することで、今後さまざまな水環境からレアアースを効率的・選択的に回収できる方法の提示につながると期待される。

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

    (7件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Experimental chondrite-water reactions under reducing and low-temperature hydrothermal conditions: Implications for incipient aqueous alteration in planetesimals2022

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Kikuchi, Takazo Shibuya, Mariko Abe, Katsuyuki Uematsu
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 319 ページ: 151-167

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.11.006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Constraints on Smectite and Iron Oxide Formation at Gale Crater, Mars: Insights into Potential Free Energy from Aerobic Fe Oxidation in Lake Water-Groundwater Mixing Zone2021

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Sakiko、Shibuya Takazo
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 11 号: 4 ページ: 1-22

    • DOI

      10.3390/min11040341

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modern precipitation of hydrogenetic ferromanganese minerals during on-site 15-year exposure tests2020

    • 著者名/発表者名
      Usui A., Hino H., Suzushima D., Tomioka N., Suzuki Y., Sunamura M., Kato S., Kashiwabara T., Kikuchi S., Uramoto G.-I., Suzuki K., Yamaoka K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60200-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular-scale insights into differences in the adsorption of cesium and selenium on biogenic and abiogenic ferrihydrite2019

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Sakiko、Kashiwabara Teruhiko、Shibuya Takazo、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 251 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.gca.2019.02.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation conditions of magnetite and hematite in Sheepbed mudstone and bioavailable energies in lake water-groundwater mixing zone in Gale crater2021

    • 著者名/発表者名
      菊池早希子,渋谷岳造
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 室内実験と熱力学計算から予測する隕石母天体におけるコンドライトの水変質プロセス2020

    • 著者名/発表者名
      菊池 早希子, 渋谷 岳造
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 初期火星のハビタビリティ2019

    • 著者名/発表者名
      菊池早希子、渋谷岳造
    • 学会等名
      第44回生命の起源および進化学会学術講演会
    • 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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