【研究分野】環境技術・環境負荷低減

【研究領域課題番号】26281038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

微生物 / ミネラル / 細胞外電子伝達 / 微生物燃料電池 / 蓄電部材 / エネルギー / 機能性材料 / バイオテクノロジー / 微生物生態 / バイオマス / 環境浄化 / 元素 / バイオミネラリゼーション / 新エネルギー / 環境技術 / ナノ材料 / 再生可能エネルギー

【研究成果の概要】

新規蓄放電物質生成微生物を取得する為、嫌気的に微生物を分離した結果、本物質を生成する単一微生物の分離に成功した。本物質の充電容量は約80 μAh mg-1であった。XRDおよびEDX解析から本物質は鉄と硫黄で構成されたMackinawiteであることが判明した。本物質を添加した負極を装着した微生物燃料電池（MFC）と本細菌を接種したところ、微生物からの電子移動と蓄電が確認された。ゲノム解析の結果、細胞外電子伝達に関わるOmcBESTZやMtrABC-OmcA遺伝子は見出せなかったため、別の細胞外電子伝達機構が推定された。今後、本菌株の変異株を嫌気的に作成する方法を確立し生成機構の解明を進める。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】木質科学

【研究領域課題番号】21380106 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマス / 再生可能エネルギー / ナノ材料 / 鉄触媒炭化 / 二元機能ナノ炭素 / 導電性フィラー / 高分子液相吸着能 / 電気二重層キャパシタ / 分離膜

【研究成果の概要】

針葉樹、広葉樹にFe原料塩を水溶液含浸で金属として3wt%添加し、850℃-1h炭化を行った。500℃以下で生成する軽質タールとこの温度以上で発生する可燃ガスの燃料品質及び結晶性メソ孔炭素の導電性フィラーと高分子液相吸着性能を詳しく調査した。先行する900°C-1hのニッケル炭化と比較した結果、このFe触媒炭化法の機能性炭素と流体燃料を併産するウッドリファイナリー法としての実操業有望性が実証された。このことに関係して、Fe原料塩として硝酸塩より酢酸塩が環境負荷の点から適当であると判定された。さらに、500℃のFe一次炭の新しい用途として電気二重層キャパシタ電極炭素としての適性が700- 900℃CのKOH賦活を行って調査された。量子ドットとして存在する木炭中のFe超微粒子はKOH賦活中にメソ孔を効果的に発達させるので、この目的の市販活性炭より高い電極性能を発揮した。従って、このFe木炭由来電極は実用性が高いと判定された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】環境農学

【研究領域課題番号】21228007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

セルロース / ナノフィブリル / TEMPO / 触媒酸化 / バイオマス / キチン / ナノ材料 / ミクロフィブリル

【研究成果の概要】

結晶性ミクロフィブリルを有する構造多糖のセルロースおよびキチン、貯蔵多糖のカードランについて従来型および新規TEMPO触媒酸化を適用し、反応条件と酸化多糖の化学構造、ナノ構造、分子量変化を明らかにするとともに、新たな酸化機構を見出した。得られたバイオ系ナノフィブリル表面を位置選択的に高効率で改質する方法を検討し、生分解性のスイッチ機能付与、親水性から疎水性へのスイッチ機能付与方法を構築した。得られたバイオ系ナノフィブリルから各種複合材料を調製して構造および特性を検討し、軽量高強度化、ガスバリア性・選択分離性、重金属捕捉機能、透明導電性など、新規バイオ系ナノ材料として優れた特性を見出した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2009-05-11 - 2014-03-31

【配分額】196,950千円 (直接経費: 151,500千円、間接経費: 45,450千円)