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生体膜系では電子輸送にカップリングして種々のイオン輸送が起こっている。これに対して本法では、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に並べたモザイク膜システム内の陰イオン交換膜の一部を電子選択透過性の膜(白金板)に置き換えた新しいモザイク膜システムを用い、系内に生じた循環電流により電子透過膜の両側で酸化還元反応を発生させ、イオンと電子の輸送をカップリングさせるものである。
このモザイク膜システムにおける輸送効率は、白金板付近の界面抵抗に支配されており、この界面抵抗は物質拡散過程と電子移動過程とからなっている。このうち、物質拡散過程による界面抵抗は、拡散と対流および電気泳動が支配しており、これらのいずれかを速くすると物質拡散過程律速から電子移動過程律速に移行する。電子移動過程における界面抵抗は、酸化還元種濃度と電位差に支配されており、電位差と界面抵抗とは直線関係にあって、酸化還元種濃度によりその直線の傾きとy切片が異なる。さらにそのy切片は、サイクリックボルタンメトリーの測定により、分解電圧により生じる抵抗であることが明らかとなった。
さらに異なった酸化還元種を用いた場合、電気キャリヤ-を組み込むことによって循環電流が増大し、界面抵抗の減少が観察された。また、このモザイク膜システムにおいては、光エネルギーおよび、高塩濃度海水を駆動力として電子輸送が実現された。
このようにモザイク膜システムは、様々な応用が可能であり、生体膜に類似した人工膜として、生体膜現象の解明にも役立つことが期待される。さらにこのモザイク膜システムは、様々な形態へのエネルギー変換にも利用できるであろう。
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