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エネルギー資源ガス生産反応を高効率で触媒する低炭素型微生物電極システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 23780074
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
研究機関東京大学

研究代表者

小林 肇  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50549269)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードバイオエネルギー / エネルギー変換 / バイオ水素 / バイオメタン / 生電気化学的反応 / バイオカソード / 生電気化学的活性 / 電子放出細菌 / バイオガス / メタン / 水素 / メタン菌
研究概要

バイオ電気化学的システムで、メタンと水素の生産を触媒するバイオカソードを、好熱性微生物を菌源として構築、性状と触媒機構を解析した。メタン生産を触媒するバイオカソードは既往研究中で最も高い電気化学的メタン生産速度を示し、電流-メタン変換効率は95%以上だった。同バイオカソードの電気化学的特性を解析したところ、電位に依存して異なる経路で反応が起こっている可能性が示唆された。水素生産を触媒するバイオカソードでは、電流-水素変換効率は約80%であり、希金属触媒に匹敵する触媒活性が示された。これらバイオカソード上の微生物叢解析から、多様な好熱性微生物が電気化学反応の触媒能を持っている可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] CO_2から資源を生み出す微生物電解合成システム2014

    • 著者名/発表者名
      小林肇,佐藤光三
    • 雑誌名

      水素エネルギー協会(HESS)会誌

      巻: 39 ページ: 24-32

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] CO2から資源を生み出す微生物電解合成システム2014

    • 著者名/発表者名
      小林 肇, 佐藤光三
    • 雑誌名

      水素エネルギー協会(HESS)会誌

      巻: 39 ページ: 24-32

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production.2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • 雑誌名

      Int J Hydrogen Energ

      巻: 38 号: 35 ページ: 15638-45

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2013.04.116

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A thermophilic Gram-negative nitrate-reducing bacterium, Calditerrivibrio nitroreducens, exhibiting electricity generation capability2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • 雑誌名

      Environ Sci Technol

      巻: 47 号: 21 ページ: 12583-90

    • DOI

      10.1021/es402749f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of electromethanogenic reduction of CO_2 by a thermophilic methanogen2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, Y. Onaka, H. Kobayashi, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcaez and K. Sato
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 37 ページ: 7021-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of new microbial mediators for electromethanogenic reduction of geologically-stored carbon dioxide2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez and K. Sato
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 37 ページ: 7006-13

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromethanogenic CO_2 conversion by subsurface-reservoir microorganisms2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuramochi, Q. Fu, H. Kobayashi, M. Ikarashi, T. Wakayama, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, H. Maeda and K. Sato
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 37 ページ: 7014-20

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical and microbial analysis of the bio-electrodes of the electromethanogenic reactor.2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi, N. Saito, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 115 号: 1 ページ: 114-7

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.01.001

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production.2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato.
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical and phylogenetic analyses of current-generating microorganisms in a thermophilic microbial fuel cell.2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, T. Wakayama, H. Maeda and K. Sato
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 115 号: 3 ページ: 268-71

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.10.007

    • NAID

      110009596099

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermophilic bio-electrochemical systems for CO2-to-methane conversion technology (invited lecture)2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      The 1st ASEAN Microbial Biotechnology Conference 2014 (AMBC2014)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2014-02-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electromethanogenesis : CO2からカーボンニュートラルな資源を生み出す2013

    • 著者名/発表者名
      小林肇
    • 学会等名
      第21回静岡フォーラム/第46回研究交流セミナー・メタン利用技術の最前線
    • 発表場所
      静岡
    • 年月日
      2013-12-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electromethanogenesis : CO2からカーボンニュートラルな資源を生み出す2013

    • 著者名/発表者名
      小林肇
    • 学会等名
      第五回システム創成学学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-12-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrochemical evidence of direct electron transfer in a thermophilic biocathode for carbon dioxide reduction2013

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, T. Wakayama, H. Maeda, K. Sato
    • 学会等名
      BioH2 2013 Conference, Montreal
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      2013-08-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 持続型炭素循環システム2013

    • 著者名/発表者名
      小林肇
    • 学会等名
      さいたま・水とみどりのアカデミー
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2013-07-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of new microbial mediators for electromethanogenic reduction of geologically-stored carbon dioxide2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcáez, K. Sato
    • 学会等名
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Exoelectrogenic ability of thermophilic microorganisms from various environments2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcaez, K. Sato
    • 学会等名
      American Chemical Society 243th National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, K. Sato
    • 学会等名
      The 2012 Asian Biohydrogen and Bioproducts Symposium
    • 発表場所
      重慶,中国
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Identification of new microbial mediators for electromethanogenic reduction of geologically-stored carbon dioxide.2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, H. Kawaguchi, J. Vilcáez, K. Sato.
    • 学会等名
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism of electromethanogenic reduction of CO2 by a thermophilic methanogen.2012

    • 著者名/発表者名
      M. Hara, Y. Onaka, H. Kobayashi, Q. Fu, H. Kawaguchi, J. Vilcáez, K. Sato.
    • 学会等名
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Electromethanogenic CO2 conversion by subsurface-reservoir microorganisms.2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuramochi, Q. Fu, H. Kobayashi, M. Ikarashi, T. Wakayama, H. Kawaguchi, J. Vilcáez, H. Maeda, K. Sato.
    • 学会等名
      11th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-11)
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Bioelectrochemical analyses of a thermophilic biocathode catalyzing sustainable hydrogen production.2012

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, Y. Kuramochi, J. Xu, K. Sato.
    • 学会等名
      The 2012 Asian Biohydrogen and Bioproducts Symposium
    • 発表場所
      重慶, 中国
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermophilic bio-electrochemical systems for CO2-to-methane conversion technology

    • 著者名/発表者名
      H. Kobayashi
    • 学会等名
      The 1st ASEAN Microbial Biotechnology Conference 2014 (AMBC2014)
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electromethanogenesis: CO2からカーボンニュートラルな資源を生み出す

    • 著者名/発表者名
      小林 肇
    • 学会等名
      第21回静岡フォーラム/第46回研究交流セミナー・メタン利用技術の最前線
    • 発表場所
      静岡県、浜松市、アクトシティ浜松
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electromethanogenesis: CO2からカーボンニュートラルな資源を生み出す

    • 著者名/発表者名
      小林 肇
    • 学会等名
      第五回システム創成学学術講演会
    • 発表場所
      東京都、文京区、東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Microbial fuel cells (MFC) in thermophilic conditions

    • 著者名/発表者名
      R. Umeda, Q. Fu, H. Kobayashi, K. Sato
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第29回大会
    • 発表場所
      鹿児島県、鹿児島市、鹿児島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electricity generation by a microbial fuel cell operated under hyperthemophilic conditions

    • 著者名/発表者名
      H. Tamamura, Q. Fu, H. Kobayashi, T. Wakayama, H. Maeda, K. Sato
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第29回大会
    • 発表場所
      鹿児島県、鹿児島市、鹿児島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of electromethanogenesis mechanism of thermophilic biocathode

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, Q. Fu, H. Kobayashi, T. Wakayama, H. Maeda, K. Sato
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第29回大会
    • 発表場所
      鹿児島県、鹿児島市、鹿児島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical evidence of direct electron transfer in a thermophilic biocathode for carbon dioxide reduction

    • 著者名/発表者名
      Q. Fu, H. Kobayashi, T. Wakayama, H. Maeda, K. Sato
    • 学会等名
      BioH2 2013 Conference
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 持続型炭素循環システム.” さいたま・水とみどりのアカデミー, 埼玉

    • 著者名/発表者名
      小林 肇
    • 学会等名
      さいたま・水とみどりのアカデミー
    • 発表場所
      埼玉県、さいたま市、浦和パルコ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exoelectrogenic ability of thermophilic microorganisms from various environments

    • 著者名/発表者名
      付 乾、小林 肇、川口 秀夫、ハビエル ビルカエス、佐藤 光三
    • 学会等名
      American Chemical Society 243th National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, San Diego, California, USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] メタン生成的条件下における電気化学的メタン生成活性を持つ微生物群の解析

    • 著者名/発表者名
      齋藤 直輝、付 乾、川口 秀夫、ハビエル ビルカエス、小林 肇、佐藤 光三
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第27回大会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] メタン菌による電気化学的メタン生成反応の解析と数値モデル化

    • 著者名/発表者名
      大中 温、付 乾、川口 秀夫、ハビエル ビルカエス、小林 肇、佐藤 光三
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第27回大会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of microbial activity in thermophilic bioelectrochemical reactors

    • 著者名/発表者名
      付 乾、小林 肇、川口 秀夫、ハビエル ビルカエス、佐藤 光三
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第27回大会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] "枯渇油・ガス田をジオバイオリアクターとしたバイオエネルギー生産の可能性."in光合成のエネルギー利用と環境応用2014

    • 著者名/発表者名
      若山樹,小林肇,前田治男
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 枯渇油・ガス田をジオバイオリアクターとしたバイオエネルギー生産の可能性.” in 光合成のエネルギー利用と環境応用2013

    • 著者名/発表者名
      若山 樹, 小林 肇, 前田治男
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://escc.frcer.t.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] http://escc.frcer.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://escc.frcer.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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