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2017 年度 実施状況報告書

バイオ燃料電池用電極の分子デザイン

研究課題

研究課題/領域番号 17K18992
研究機関岡山大学

研究代表者

仁科 勇太  岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 准教授 (50585940)

研究分担者 辻村 清也  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (30362429)
冨永 昌人  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70264207)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードバイオ燃料電池 / メディエーター / キノン / カーボン電極 / 酸化還元電位
研究実績の概要

バイオ燃料電池のメディエーター分子として,官能基を変えたナフトキノンに着目した。量子科学計算(Gaussian 09)を用いて,メディエーター候補分子の酸化還元電位を計算し,その中から合成に値する分子を抽出した。無置換のナフトキノンに対して,アルコールを銀触媒存在下で反応させると,アルコールの炭素鎖が一つ短くなった状態で官能基を導入できることを見いだした。この方法を用いて,11種類のナフトキノン誘導体を合成した。それらのサイクリックボルタンメトリーを測定したところ,バイオ燃料電池のメディエーターとして適した酸化還元電位を有することが分かった。また,導入した官能基により,繰り返しの電位走査においても分解が起こらず,安定性が増加した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計算と実験をうまく融合することにより,優れたメディエーター分子を合成するための設計指針を構築できた。

今後の研究の推進方策

次年度は,このメディエーター分子を電極に固定化して,実際のバイオ燃料電池を組み上げる計画である。

次年度使用額が生じた理由

今年度は,カーボン材料の使用量が少なく,無償提供を受けた。次年度は,バイオ燃料電池を組み上げるため,研究の大部分でカーボン材料を使用する。そのため,カーボンの購入費が当初計画よりも嵩むと考えており,この費用に充てる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件)

  • [国際共同研究] CMRDI(エジプト)

    • 国名
      エジプト
    • 外国機関名
      CMRDI
  • [雑誌論文] Tuning the redox potential of vitamin K3 derivatives by oxidative functionalization using a Ag(i)/GO catalyst2017

    • 著者名/発表者名
      El-Hout S. I.、Suzuki H.、El-Sheikh S. M.、Hassan H. M. A.、Harraz F. A.、Ibrahim I. A.、El-Sharkawy E. A.、Tsujimura S.、Holzinger M.、Nishina Y.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 ページ: 8890~8893

    • DOI

      10.1039/C7CC03910G

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2018-12-17  

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