セルロースを燃料とするバイオ燃料電池の構築

以纤维素为燃料的生物燃料电池的构建

• 批准号: 08J08304
• 负责人: 松村 洋寿
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J08304/
• 关键词: バイオマス; 燃料電池; 電気化学; セルロース; 木材腐朽菌; セルラーゼ; セロビオース脱水素酵素; ラッカーゼ; セロビオース

本研究では、木材腐朽菌由来のセルラーゼ及びセロビオース脱水素酵素(CDH)を電極触媒として利用し、セルロースを原料とするバイオ燃料電池の開発を行うことを目的とした。近年、木質バイオマス資源の利活用が望まれている。一方、生体物質を利用するバイオ燃料電池は、効率良いエネルギー変換素子として知られている。しかし、既存のバイオ燃料電池は、デンプン由来のグルコースなどの単糖及びそれらから生成したエタノールを原料としているため、食糧生産とエネルギー生産の競合問題がある。そこで、木材から生物的なエネルギーを得て成長する木材腐朽菌由来の酵素を利用して、木材(セルロース)から電気エネルギーを取り出すことで、セルロースを原料とするバイオ燃料電池の構築を目指す。昨年度までに、メタノール資化性酵母を用いてCDHを大量発現行い、さらにCDH/ラッカーゼ電極を用いたバイオ燃料電池の構築及びセロビオースを燃料とする発電実験について報告している。本年度は、CDH/ラッカーゼバイオ燃料電池とセルラーゼ反応を組み合わせた発電実験について検討を行った。その結果、セルラーゼの反応に伴ったCDH/ラッカーゼバイオ燃料電池の発電が観測された。また、セルラーゼの反応速度の増加に伴い、本燃料電池の発電量の上昇が観測されたことから、セルラーゼ加水分解による燃料の供給が、電池反応全体における律速反応であることが示された。そのため、セルラーゼ反応を検討することにより、さらに高出力な電池の構築が期待できる。以上、今年度はセルラーゼ及びCDH電極を組み合わせることで、セルロースを原料とするバイオ燃料電池の開発を行うことに成功した。

The purpose of this study is to investigate the origin of wood decay fungi and the development of fuel cells using CDH as an electrode catalyst. In recent years, the utilization of wood resources is expected to increase. The fuel cell has a high efficiency and high conversion efficiency. The existing fuel cells are producing raw materials and competing with each other in food production. For example, wood decay bacteria can be used to grow wood decay bacteria. For example, wood decay bacteria can be used to grow wood decay bacteria. For example, wood decay bacteria can be used to grow wood decay bacteria. In the past year, a large number of CDH have been developed in the use of various kinds of yeast, and now CDH/H2O electrodes have been used in the construction of fuel cells and in the development of fuel cells. This year, we will conduct in-depth discussions on the power generation experience of the combination of CDH/RACKA-NIBA-NIBA- As a result, the fuel cell's power generation was measured in the CDH/RAQ system. The increase in the reaction speed of the fuel cell is accompanied by the increase in the power generation of the fuel cell. The construction of a battery with high output is expected. This year's fuel cell development was successful.

项目成果

Characterization of carbohydrate-binding PQQ-dependent sugar dehydrogenase from the basidiomycete Coprinopsis cinerea

担子菌灰霉鬼伞 (Coprinopsis cinerea) 碳水化合物结合 PQQ 依赖性糖脱氢酶的表征

• 发表时间: 2010
• 作者: 北村恭子;酒井恭輔;黒坂剛孝;國師渡;宮井英次;大西大;野田進;K. Kitamura;北村恭子;北村恭子;松村洋寿
• 通讯作者: 松村洋寿

Direct electrochemistry of cellobiose dehydrogenase for applications in the third-generation biosensor and biofuel cell

纤维二糖脱氢酶的直接电化学在第三代生物传感器和生物燃料电池中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 北村恭子;酒井恭輔;黒坂剛孝;國師渡;宮井英次;大西大;野田進;K. Kitamura;北村恭子;北村恭子;松村洋寿;松村洋寿
• 通讯作者: 松村洋寿