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微生物燃料電池バイオカソードにおけるモデル細菌の単離とその電子移動機構の解明

微生物燃料电池阴极模型细菌的分离及其电子传递机制的阐明

基本信息

批准号：
13F03341
负责人：
橋本和仁
金额：
$ 0.96万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至 2014
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、電極上に形成した微生物膜の代謝反応を利用した新しい電極微生物触媒の開発を進めている。廃水など環境中にいる生きた微生物をそのまま電極触媒として利用することで、従来の白金などの希少金属を用いる無機触媒に比べ、極めて安価で、かつ自己再生・複製能を有した安定な機能発現が期待出来る。現状では、微生物膜触媒は無機触媒に比べてその効率が劣ることが報告されているが、微生物膜内における優先種や、その電子移動メカニズムは全く解明されておらず、そのポテンシャルは未知である。そこで、本研究では、①高い電子引き抜き能を持つ菌を微生物群集から単離するための実験系の構築と、②既知の電流生成菌における電子引き抜き機構の検討を行った。①においては、当初の目論見通り、電極触媒能を有する微生物薄膜が形成することが確認された。今後はこの菌叢から優先種を単離する。②電極からの電子引き抜き反応におけるモデル微生物には鉄還元細菌Shewanellaを選定した。これまでの我々の検討から、細胞外膜タンパク質におけるフラビン反応中心が直接電極表面から電子を引き抜く機構が明らかとなっている。我々が廃水処理を想定して様々なイオン強度で検討を行ったところ、膜タンパク質と結合フラビン分子間の相互作用が大きく影響を受け、フラビン分子の安定性が大きく向上することが明らかとなった。このようなイオン強度依存性は、生化学的な重要性に止まらず、バイオカソード廃水処理における廃水の初期調整や季節的な廃水組成の揺らぎに対する知見としても重要である。

In this study, the microbiological membrane was formed on the cathode and the new electrode microbial catalyst was used in this study. In the water environment, environmental hygiene, microbiology, microbiology, electrical active catalyst, platinum, platinum, low metal, low metal, low metal Microbiological membrane catalysts, microbiological membrane catalysts, microbiological membrane catalysts, In this study, 1, high-powered electronic devices can maintain the ability of microorganisms to be isolated from microorganisms, and 2 known as current-producing bacteria, electric current-generating bacteria, electrical power generation, and so on. The main results are as follows: (1) in the first place, the microbial film can be formed through the formation of the microbial film, and the electron catalyst can be used to confirm the microbial film. In the future, the bacteria will be quarantined first. (2) the electrification of the microorganism and the Shewanella of the bacteria was selected. Please tell me that the ECM, ECM, We want to make sure that the strength of the membrane is affected by the molecular interaction, and that the molecular stability is increased. The importance of biochemistry, the importance of water management, the composition of water in the first half of the season, the importance of biochemistry, and the composition of water in the early days of the season.