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微生物を用いてバイオマスから燃料や化成品原料等の有用物質を生産する技術は実用化へ着々と進んでいる一方で、現在の社会の大半を担う電気エネルギーをバイオマスから作ろうという試みはほとんど行われていない。バイオマスから直接電流を取り出す事ができれば、環境に優しいクリーンなエネルギーとして社会に大きく貢献できると考えられる。本研究では、バイオマス資源から直接電気エネルギーを生産する技術の開発を目的とした。
本年度は、固定化酵素電極の作成を目指し、酵素を用いて単糖類を電流に変換する技術の開発を濃なった。グルコース等の単糖類は、酸化酵素であるグルコースオキシダーゼ(GOD)によりグルコラクトンに酸化され、電子を放出する。よってグルコースオキシダーゼを固定化した電極を作製しグルコースから電気エネルギーを取り出す系について検討を行った。特に、酵素量、メディエーターの種類、そしてそれらを覆うポリマーが電極の性能に非常に重要であることを新たに見出した。これより、グルコース酸化型電極の調製方法を確立した。
続いて、バイオマスから直接電気エネルギーを得る系について検討を行った。デンプン質系バイオマスをターゲットとし、その分解酵素であるアミラーゼを共に固定化した電極を作成し、評価を行った。これより、バイオマス分解酵素を固定化することでバイオマスから直接電気エネルギーを得ることに成功し、また溶液への添加よりも電極に固定化した方が効率がよいことを新たに見出した。また、実際のバイオマスとしてお米から直接電気エネルギーを取り出すことにも成功した。
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