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

基本信息

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

项目摘要

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。

这项研究旨在使用纤维素酶和纤维酶脱氢酶（CDH）（CDH）作为电催化剂作为电催化剂，开发由纤维素作为原料制成的生物燃料细胞。近年来，人们需要使用木本生物质资源。另一方面，利用生物材料的生物燃料细胞称为有效的能量转化元件。但是，现有的生物燃料细胞是由单糖制成的，例如由淀粉衍生的葡萄糖和由它们产生的乙醇制成，从而在食物和能源生产之间遇到了竞争问题。因此，我们旨在通过利用源自木质腐烂真菌衍生的酶来建立一个由纤维素制成的生物燃料细胞，这些酶通过从木材中获得生物能并从木材（纤维素）中提取电能而生长。直到去年，我们一直在使用CDH/漆酶电极和基于核纤维糖的发电实验进行使用甲醇辅助酵母来构建生物燃料电池。今年，我们研究了一项发电实验，该实验将CDH/漆生生物燃料细胞与纤维酶反应相结合。结果，观察到CDH/漆生生物燃料细胞与纤维酶反应结合产生电力。此外，随着纤维素酶的反应速率的增加，观察到燃料电池产生的电量会增加，这表明纤维素酶水解燃料的供应是整个细胞反应中的限速反应。因此，通过检查纤维素酶反应，可以预期可以构建较高的输出电池。今年，我们通过将纤维素酶和CDH电极结合起来成功地开发了由纤维素制成的生物燃料细胞。

项目成果

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专利数量（0）

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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

DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
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

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DOI：
发表时间：
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期刊：
影响因子：
0
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

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发表时间：
2008
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0
作者：
三輪光嗣;米谷民明;三輪光嗣;三輪光嗣;三輪光嗣;三輪光嗣;Chika Sugino;Sotaro Uemura;Tomoya Sameshima;Mihoko Suzuki;Hiroshi Kida;Taro Kanzaki;Akashi Ohtaki;Eiji Kurimoto;Akashi Ohtaki;Hitoshi Saji;Ryo Iizuka;Hiromi Horiuchi;Takao Yoshida;Takao Yoshida;Tamotsu Zako;木田宗志;Tamotsu Zako;鮫島知哉;Ryo Iizuka;Sotaro Uemura;飯塚怜;飯塚怜;飯塚怜;Masafumi Yohda;Tamotsu Zako;飯塚怜;神前太郎;米澤哲洋;Taro Kanzaki;Sotaro Uemura;Tomoya Sameshima;Yukiko Yoshinari;Tetsuya Abe;Masafumi Yohda;木田宗志;飯塚怜;鈴木深保子;伊藤洋;Hiroshi C. Ito;鮫島知哉;Hiroshi C.Ito and Ulf Dieckmann;増田莉恵;伊藤洋;神前太郎;伊藤洋;増田莉恵;神前太郎;伊藤洋;菅野由利;飯塚怜;鮫島知哉;鈴木深保子;吉成由貴子;松村洋寿;Masafumi Yohda;Taro Kanzaki;Tamotsu Zako;Masafumi Yohda;神前太郎;Muhamad Sahlan;座古保;菅野由利;阿部哲也;吉成由貴子;中込篤;Masafumi Yohda;Masafumi Yohda;Tetsufumi Hirano(他4名);Kenichi Tsuda;Fumiaki Katagiri;Remco Martha van Poecke;Sato et al.;佐藤昌直;佐藤昌直;佐藤昌直;Masanao Sato;佐藤昌直;Takashi Taniguchi;Takashi Taniguchi;Takashi Taniguchi;Takashi Taniguchi;Takashi Taniguchi;Yuji Inoue;Taichi Hara
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2007
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三輪光嗣;米谷民明;三輪光嗣;三輪光嗣;三輪光嗣;三輪光嗣;Chika Sugino;Sotaro Uemura;Tomoya Sameshima;Mihoko Suzuki;Hiroshi Kida;Taro Kanzaki;Akashi Ohtaki;Eiji Kurimoto;Akashi Ohtaki;Hitoshi Saji;Ryo Iizuka;Hiromi Horiuchi;Takao Yoshida;Takao Yoshida;Tamotsu Zako;木田宗志;Tamotsu Zako;鮫島知哉;Ryo Iizuka;Sotaro Uemura;飯塚怜;飯塚怜;飯塚怜;Masafumi Yohda;Tamotsu Zako;飯塚怜;神前太郎;米澤哲洋;Taro Kanzaki;Sotaro Uemura;Tomoya Sameshima;Yukiko Yoshinari;Tetsuya Abe;Masafumi Yohda;木田宗志;飯塚怜;鈴木深保子;伊藤洋;Hiroshi C. Ito;鮫島知哉;Hiroshi C.Ito and Ulf Dieckmann;増田莉恵;伊藤洋;神前太郎;伊藤洋;増田莉恵;神前太郎;伊藤洋;菅野由利;飯塚怜;鮫島知哉;鈴木深保子;吉成由貴子;松村洋寿;Masafumi Yohda;Taro Kanzaki;Tamotsu Zako;Masafumi Yohda
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