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2019 年度 研究成果報告書

電極での触媒微生物の定着機構の解明とハイブリッド化によるバイオカソード性能の進化

研究課題

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研究課題/領域番号 17K07713
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50549269)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード微生物電気化学的システム / 電気化学的メタン生成 / メタン菌 / バイオ電極 / 二酸化炭素
研究成果の概要

電気化学的メタン生成では,微生物を触媒とする電極(バイオカソード)により電流と二酸化炭素からメタンを合成する.リアルタイムPCRとFISH法により,バイオカソードの表面菌叢は,主にメタン菌と放線菌から構成されていることが示された.これら微生物の遺伝子発現を解析したところ,メタン菌では水素資化性メタン生成に関与する遺伝子群が高発現していた.放線菌ではシトクロムや酸化還元酵素の遺伝子群が高発現しており,電極から電子をくみ上げていることが示唆された.以上から,これら2種の微生物による栄養共生的な相互作用が電気化学的メタン生成を触媒していることが示唆された.

自由記述の分野

微生物工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

電気化学的メタン生成は,電流を利用し,温暖化ガスである二酸化炭素を燃料であるメタンに変換する反応で,再生可能エネルギー電力の有効利用や排水処理,バイオガス改質における活用が期待されている.本研究では、電気化学的メタン生成を触媒するバイオカソードの触媒機構の解明につながる新規の知見を得た.これら知見は今後のバイオカソードの性能の向上やリアクター設計,反応最適化のための研究に有用であり,今後のスケールアップや技術実証に向けた基盤となるものである.

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公開日: 2021-02-19  

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