| 研究課題/領域番号 |
19K15615
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター |
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研究代表者 |
中川 朋恵 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部計測分析技術グループ, 副主任研究員 (30560172)
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| 研究期間 (年度) |
2020-02-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | バイオ燃料電池 / バイオリアクター / バイオリファイナリー / 同時生産 / PQQ-GDH / ガラクタル酸 / フローシステム / バイオマス利用 / PQQ依存型グルコース脱水素酵素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
バイオマス由来のD-ガラクツロン酸を原料に、電気エネルギーと基幹化合物の同時生産が可能なフローセル型バイオ燃料電池を構築する。
電気エネルギーだけでなく、酵素反応の結果生じる生成物も継続的、効率的に得るため、フロー型の燃料電池システムを検討する。本研究においてフロー環境下における酵素の挙動と反応効率に及ぼす効果について明らかにし、高い同時生産効率を持つバイオ燃料電池へと展開する。本同時生産電池は、バイオマスが持つ潜在エネルギーを最大限に引き出す新しい電池となると期待できる。
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| 研究成果の概要 |
バイオマスから電気エネルギーと基幹化合物を同時に生産可能なバイオ燃料電池の実現を目指して研究を進めた。ピロロキノリンキノン依存型グルコース脱水素酵素（PQQ-GDH）が、バイオマス由来のD-ガラクツロン酸を酸化して架橋剤の材料等に利用可能なガラクタル酸に変換する酵素反応を電極反応に用いて電池を構築した。本電池において出力と目的物の生産が確認でき、同時生産のコンセプトを実証することに成功した。さらに本システムの産業応用を指向してフロー型の電池も構築し、フローが及ぼす効果も示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオマスは、エネルギー源、化成品原料の両面において、化石資源に代わる資源として期待されている。化石資源をバイオマスに置き換えることができれば、環境・エネルギー問題の解決とカーボンニュートラルな社会の構築に貢献することができる。本研究で構築した「同時生産バイオ燃料電池」は、バイオマスから有用物質を生産するリアクターという機能だけでなく、その際に生じるエネルギーも有効活用する電池という機能も併せ持つ。本電池は、バイオマスが持つ潜在エネルギーを最大限に引き出す新しい電池として植物工場等への展開が期待できる。
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