• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

深海熱水海底発電と電気合成微生物群集の存在証明

研究課題

研究課題/領域番号 24244091
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

高井 研  独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 分野長 (80359166)

研究分担者 中村 龍平  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (10447419)
山本 正浩  独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 研究員 (60435849)
研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2015-03-31
キーワード電気合成 / 独立栄養微生物 / 深海熱水 / 微生物活動 / 電子伝達
研究実績の概要

本研究提案は、遠隔的酸化還元反応によって生じる電子を直接的なエネルギー源とする微生物、電気合成微生物によって支えられた微生物生態系の存在を明らかにすること、さらにその化学環境を明らかにすることを目的とする。これまでの研究進捗状況を踏まえて、研究最終年度には、深海熱水現場環境での電気合成微生物群集の増殖実験を行った。沖縄トラフ伊平屋北熱水フィールドの人工熱水噴出孔に電極を設置し、現場ポテンショガルバノスタットによる計測を約2週間にわたって行った。設置当初200-300mV程度の起電力しか生じていなかったのに対し、7日目から突如起電力が600mVに上昇し、以後その起電力を保持した。この600mVの起電力は熱水と海水との酸化還元電位差に相当し、全くエネルギーロスのない電流生成が保持されたことを意味する。7日目に見られる起電力の上昇は、海水側の陽極側に起きた変化に起因すると考えられ、約2週間の現場実験終了後の陽極には微生物フィルムが形成されていたことから、電気合成微生物群集による海水中の酸素を用いた電子合成酸化還元反応が電子伝達を触媒した可能性が考えられた。現在、陽極に形成された微生物群集の群集構造の解析を進めており、現場における電気合成微生物群集の存在と機能を明らかにできると期待される。一方これまでの研究によって、実際の深海熱水チムニーを介して電子伝達が起きていることを現場で測定・実証した例はなかった。研究最終年度には、現場電気伝導度計を開発し、チムニーの内外での電子伝達が起きていることの直接計測を行った。その結果、チムニー構造の内外で、600mVの電位差が生じている計測データが得られた。つまり、自然深海熱水噴出孔のチムニーにおいて電気合成微生物群集が生育可能であることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical CO2 Reduction by Ni-containing iron sulfides: how is CO2 electrochemically reduced at bisulfide-bearing deep-sea hydrothermal precipitates?2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, A., Yamamoto, M., Takai, K., Ishii, T., Hashimoto, K., and Nakamura, R.
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 141 ページ: 311-318

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2014.07.078

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 燃料電池を用いて深海熱水噴出孔から電力を取り出す2014

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 雑誌名

      ペトロテック

      巻: 37 ページ: 366-371

  • [雑誌論文] 深海熱水燃料電池による発電事業の可能性2014

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 雑誌名

      化学経済

      巻: 62 ページ: 77-81

  • [学会発表] 深海熱水噴出孔表面における電気的化学進化の検証~還元的TCA回路の再現実験~2015

    • 著者名/発表者名
      山本正浩
    • 学会等名
      第3回宇宙における生命ワークショップ
    • 発表場所
      一橋講堂、東京都千代田区
    • 年月日
      2015-03-09

URL: 

公開日: 2016-06-03  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi