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腐食性メタン菌の機能を活用した電気メタン合成の高度化

利用腐蚀性甲烷细菌的功能进行复杂的电甲烷合成

基本信息

批准号：
22K05420
负责人：
平野伸一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Central Research Institute of Electric Power Industry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05420/
关键词：
微生物腐食メタン菌電気メタン合成金属腐食細胞外電子移動

项目摘要

金属腐食を引き起こす腐食性メタン菌は固体金属から電子を獲得する活性が高いと考えられている。本研究では、淡水環境から単離した腐食性メタン菌に対して、電極から電子を供給する電気培養法を適用することで、電気メタン合成手法の高度化を目的としている。腐食性メタン菌Methanobacterium sp. TO1株の電極との電子授受特性を電気化学的な手法を用いて評価した結果、-0.6 V (vs Ag/AgCl) 以下の電位で電極からTO1株細胞へ電子が流れることを確認した。-0.6 V以下の電位を印加することによりメタン合成が可能であると考えられた。次に、通電によりメタン合成が生じるか確認するとともに、メタン合成を効率化するためのカソード電極の検討を行った。炭素板をカソード電極とした電気培養槽を用い、-0.7 Vの電位を印加した条件でTO1株の培養を行った結果、還元電流の増加に伴ったメタン合成を検出できた。反応効率の向上を目指し、より多くの菌体がカソード電極表面で反応できるように、電極表面での菌体保持をサポートするため炭素繊維を炭素板表面に結束した電極とステンレスメッシュで炭素繊維を挟み込んだ電極を試作し、電気培養試験 (-0.6～-0.8 V) を行った。メタン合成量を比較した結果、ステンレスメッシュで炭素繊維を挟み込んだ電極に、-0.8 Vの電位を印加した場合において、より高いメタン生成量が得られた。引き続き、電極、電気培養槽の検討を行うことで、より高いメタン生成を目指す。

The activity of solid metal and electron acquisition is very high. In this study, the application of the electric culture method to the environment of fresh water and the improvement of the electric culture synthesis method were studied. The electron donating and accepting characteristics of the electrode of the saprophagous bacterium Methanobacterium sp. TO1 strain were evaluated using electrochemical methods. The results confirmed that electrons could flow between the electrode and the cell of the TO1 strain at potentials below-0.6 V (vs Ag/AgCl). - 0.6 The potential below is zero. The next step is to confirm whether or not the power supply is in place and whether or not the power supply is in place The carbon plate electrode is used in the culture tank, and the potential of-0.7 V is used in the culture. The result of the culture is that the reduction current is increased. The cell growth rate of the electrode surface is higher than that of the carbon plate surface. The cell growth rate of the electrode surface is higher than that of the carbon plate The results of the comparison of the synthesis amount of carbon and phosphorus are as follows: 1. The potential of carbon and phosphorus in the electrode is-0.8 V; 2. The synthesis amount of carbon and phosphorus in the electrode is as follows: The electrode, electrode and electric culture tank are discussed in detail.