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バイオマスから電気エネルギーと基幹化合物を同時に生産可能なバイオ燃料電池の実現を目指して研究を進めた。このシステムにより、バイオマス処理、エネルギー生産、有用物質生産を同時に行うことが期待できる。この「同時生産電池」において、ピロロキノリンキノン依存型グルコース脱水素酵素（PQQ-GDH）が、食品加工残渣に含まれるD-ガラクツロン酸を酸化する酵素反応を用いた。
本研究では、まず同時生産バイオ燃料電池を構築し、電池としての特性、リアクターとしての特性の両面を評価した。酵素担持電極を作製し、電池を構成したところ、ガラクタル酸を原料に出力が得られることを確認した。さらに本電池に外部抵抗を接続して24時間稼働させる方法で放電させた結果、目的とするガラクタル酸の生成を確認した。一方で、放電により流れた電流値と生成物量を詳細に解析した結果、電流として取り出せているのは、アノードの酵素反応によって生成した電子の約1/3にとどまっており、原因として酸素が影響していることが明らかとなった。本システムにおいては酸素の制御が重要であることが示された。
本システムを産業に応用する場合、継続的な原料供給、生成物の効率的な回収といった点からフロー型のシステムが有効であると考えている。そこでフロー型のEBFC-reactorも構築し、その効果について検討した。流出液をセル内に戻して循環する方式で放電を行った結果、24時間経過時点で静置の場合の約3倍の電気量が得られ、フローが本同時生産電池に良い効果を与えた。電極毎の電位変化の解析などから、フローでは適切な量の酸素をカソードに常時供給し続ける効果があるためと考えられる。フローシステムの改良により一層の酸素の制御と電流値の向上が期待できる。
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