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印刷型ウェアラブルバイオ燃料電池の開発とマルチインピーダンス解析

研究課題

研究課題/領域番号 26820364
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東京理科大学

研究代表者

四反田 功  東京理科大学, 理工学部, 講師 (70434024)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードバイオ燃料電池 / バイオセンサー / ウェアラブル / 印刷 / 自己駆動 / 紙基板 / 自己駆動型センサ / スクリーン印刷 / 汗 / 尿糖 / アレイ / 乳酸
研究成果の概要

本研究では,紙を利用した印刷型ウェアラブルバイオ燃料電池の開発を行った.燃料としては,尿中の糖もしくは発汗によって体外に放出される乳酸を利用するものを目指した.
前年度は,出力向上のためにMgO鋳型粒子を用いたバイオカソードの作製を行い,バイオ燃料電池の出力が大きく向上することがわかった.MgO鋳型炭素を用いた多孔質炭素インクを用いたおむつ搭載型および絆創膏型のウェアラブルバイオ燃料電池を開発した.アノードをKB,カソードをMgOCで作製した電極で組み合わせたおむつ電池を作製し,起電力3.2 V,最高出力600 uWが得られた.また,電池の出力の無線伝送試験に成功した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Impedance Study of Screen-printed Branch Structure Porous Carbon Electrode using MgO-templated Carbon and MgO Particle and its Application for Bilirubin Oxidase-immobilized Biocathode2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Shitanda, Hiroki Nakafuji, Seiya Tsujimura, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83(5)

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Impedance Simulation of Branch Structure Porous Carbon Electrode using Transmission Line Model2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Shitanda, Seiya Tsujimura, Hiroki Yanai, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83(5)

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ポリドーパミンを用いたバイオ燃料電池アノードの作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      猪瀬 春香,星 芳直,四反田 功,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 糖および乳酸を燃料としたバイオ燃料電池アレイの作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      岩下 梨沙,籾山 美咲,星 芳直,四反田 功,板垣 昌幸,辻村 清也
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] おむつに搭載する新規自己駆動型尿糖バイオセンサ作製と出力評価2016

    • 著者名/発表者名
      野原 早貴,星 芳直,四反田 功,辻村 清也,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-03-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Paper-based high power enzymatic biofuel cell arrays for self-powered biosensors2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Shitanda, Saki Nohara, Misaki Momiyama, Seiya Tsujimura, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェアラブルバイオ燃料電池を搭載した自己駆動型センシングシステム2015

    • 著者名/発表者名
      四反田 功
    • 学会等名
      化学工学会関東支部第22回旬の技術・見学講演会
    • 発表場所
      イーアスつくば
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bio-inspired Electrochemical Devices -Wearable Biofuel Cell and Nanomotor-2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Shitanda
    • 学会等名
      Japanese-Chinese Symposium on Photochemistry and Biochemistry
    • 発表場所
      East China Normal University
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Paper-based Disk-shaped Glucose Biofuel Array2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Shitanda, Saki Nohara, Seiya Tsujimura, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki
    • 学会等名
      66th Annual Meeting of ISE
    • 発表場所
      Taipei Convention Center
    • 年月日
      2015-10-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紙を基板とした円盤状バイオ燃料電池の作製と尿糖電池への応用2015

    • 著者名/発表者名
      野原 早貴,星 芳直,四反田 功,辻村 清也,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カーボンクロスとMgO鋳型炭素を用いたバイオカソードの電気化学インピーダンス測定による特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      岩下 梨沙,星 芳直,四反田 功,村田 一樹,辻村 清也,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グルコースオキシダーゼを修飾した印刷型多孔質炭素電極の作製と紙を基板とした尿糖バイオ燃料電池への応用2015

    • 著者名/発表者名
      野原早貴,加藤誠也,星芳直,四反田功,板垣昌幸
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 藻類細胞とBODを修飾したバイオカソードを用いたバイオ燃料電池による自立駆動型環境毒性評価システムの構築の試み2015

    • 著者名/発表者名
      四反田 功,田村 正司,星 芳直,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 印刷型多孔質炭素電極を用いた紙基板バイオ燃料電池の出力向上とアレイ化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      四反田 功,野原 早貴,籾山 美咲,加藤 誠也,辻村 清也,星 芳直,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] グルコースを燃料とした薄膜型酵素バイオ燃料電池アレイにおける電解液の連続供給方法の検討と安定性評価2015

    • 著者名/発表者名
      籾山 美咲,星 芳直,四反田 功,辻村 清也,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ビリルビンオキシダーゼを修飾した多孔質炭素インク組成の検討によるバイオカソードの出力向上の試みと電気化学インピーダンスによる特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      岩下 梨沙,星 芳直,四反田 功,辻村 清也,板垣 昌幸
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] スクリーン印刷による多孔質炭素電極の形成によるバイオ燃料電池の出力向上および自立駆動型バイオセンシングシステムへの適用の試み2015

    • 著者名/発表者名
      四反田功,八木祐樹,田村雅司,加藤誠也,星芳直,板垣昌幸
    • 学会等名
      第131回表面技術協会講演大会
    • 発表場所
      関東学院大学
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Screen-printed Paper-Based Wearable Biofuel Cell using Lactose Oxidase and Bilirubin Oxidase2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yagi, Yoshinao Hoshi, Isao Shitanda, Masayuki Itagaki
    • 学会等名
      EMNT2014
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of Paper-based Origami Biofuel Cell Array using Porous Carbon Inks2014

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kato, Isao Shitanda, Seiya Tsujimura, Yoshinao Hoshi, Masayuki Itagaki
    • 学会等名
      EMNT2014
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Cyclic Voltammetry and Electrochemical Impedance Simulation for Mediator-type Enzyme Electrode Reaction by Finite Element Method2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ofuji, Yoshinao Hoshi, Isao Shitanda, Masayuki Itagaki
    • 学会等名
      EMNT2014
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristics of Paper-Based Lactate-O2 Biofuel Cell and Its Application for Wearable Devise2014

    • 著者名/発表者名
      I. Shitanda, Y. Yagi, M. Momiyama, Y. Hoshi, M. Itagaki and S. Tsujimura
    • 学会等名
      226th ECS Meeting
    • 発表場所
      Moon Palace Hotel, Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 紙を基板とした印刷型バイオ燃料電池の出力向上に向けたインク組成および膜厚の検討2014

    • 著者名/発表者名
      加藤誠也,星芳直,四反田功,板垣昌幸,辻村清也
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] スクリーン印刷を用いた薄膜型酵素バイオ燃料電池アレイの作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      籾山美咲,星芳直,四反田功,板垣昌幸,辻村清也
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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