权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

持続可能な社会に繋がるギ酸／二酸化炭素対の生物電気化学的相互変換系の基盤構築

为甲酸/二氧化碳对的生物电化学相互转化系统奠定基础，从而实现可持续发展的社会

基本信息

批准号：
16J08220
负责人：
阪井研人
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，ギ酸/二酸化炭素対の生物電気化学的相互変換系を構築し，炭素数１の化合物の酸化還元反応を軸とした新規エネルギー戦略を提言することである．前年度では，タングステン含有ギ酸脱水素酵素(FoDH1)を用いた高効率なギ酸イオン酸化・二酸化炭素還元極の構築に成功した．平成29年度では，FoDH1を用いたギ酸イオン/酸素バイオ燃料電池の構築および FoDH1の直接電子移動型(DET型)反応の観測に適した新規電極の作製と，FoDH1の特性評価を行った．前者において，前年度の結果に基づいてバイオ燃料電池の電極設計を行った．ギ酸イオン酸化極としてFoDH1とビオロゲンポリマー(VP)を利用した．酸素還元極では，触媒として酸素の４電子還元を触媒する酵素であるビリルビンオキシダーゼ(BOD)を用いた．このとき，溶解度の低い酸素を用いるため，気相の酸素を直接利用可能なガス拡散電極を利用した．また 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，（ABTS）を酵素－電極間の電子伝達を仲介させた．性能評価の結果，世界最高出力密度となる12 mW cm-2を達成した．本出力密度は，市販されている太陽電池の出力密度（10~20 mW cm-2）に匹敵しており，本バイオ電池は実用化に資すると考えられる．本成果は，ACS Catal.誌に掲載済みである．一方，FoDH1のDET型反応活性の向上を志向して，その足場となる新規電極を作製し，測定結果を解析した．具体的には，金ナノ粒子を修飾した多孔質炭素電極を開発し，大幅な触媒電流の上昇を達成した．また，得られた電流―電圧曲線を簡便に解析する手法を考案し，FoDH1の電極反応サイトの同定と，その酸化還元電位の評価を行った．本成果は，Electrochem. Commun.誌に掲載済みである．

The purpose of this study is to construct an interconversion system between acid/diacided carbon and bioelectrochemical chemistry, carbon The acidification and reduction reaction of the number 1 compound is the new rule of the compound. In the previous year, the タングステン contained acid dehydratase (FoDH1), and it was successfully constructed with high-efficiency いた acid イオン acidification and di-acidification carbon reduction. In 2009, FoDH1 was built with the acidic acid fuel cell / acidic acid fuel cell. FoDH1's direct electron transfer type (DET type) reaction test is suitable for the production of new standard electrodes, and the characteristics of FoDH1 are evaluated. The former is based on the results of the previous year, and the electrode design of the fuel cell is based on the results of the previous year. FoDH1 とビオロゲンポリマー(VP)をutilizationした. The acid element is reduced to the extreme, the catalyst is the acid element, the electron is reduced to the element, the catalyst is the enzyme, the enzyme is used.このとき, いるため can be used for low-solubility acid ions, and it is possible to directly utilize the phosphorus-phase phosphates. It is possible to use scattered electrodes.また 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid), (ABTS) をEnzyme-electrode between the electrons 伝达を中mediated させた． As a result of the performance evaluation, the world's highest output density of 12 mW cm-2 was achieved. The output density of this product is the same as that of commercially available solar cells (10~20 mW cm-2). The power density of this battery is comparable to that of commercially available solar cells. This result is published in ACS Catal. On the one hand, FoDH1's DET-type reaction activity has an upward ambition, a new standard electrode is produced by a foot field, and the measurement results are analyzed. Specifically, the porous carbon electrode modified with gold nanoparticles was opened and a large increase in catalytic current was achieved. Therefore, the current-pressure curve can be easily analyzed and analyzed using the test method. The electrode reaction of FoDH1 is the same as the determination of the acidification reduction potential. This achievement is published in the journal Electrochem. Commun.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

直接電子移動型酵素電極反応における金ナノ粒子修飾電極の効果

金纳米颗粒修饰电极对直接电子转移酶促电极反应的影响

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jeongchun Ryu;Can Onur Avci;Makoto Kohda;Geoffrey S. D. Beach;and Junsaku Nitta;阪井研人，高橋優依，北隅優希，白井理，高木一好，加納健司;阪井研人，北隅優希，白井理，高木一好，加納健司
通讯作者：
阪井研人，北隅優希，白井理，高木一好，加納健司

High-Power Formate/Dioxygen Biofuel Cell Based on Mediated Electron Transfer Type Bioelectrocatalysis