【特集】微生物発電-実用化に向けた挑戦-
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特集にあたって

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渡邉一哉(東京薬科大学　生命科学部　応用生命科学科　教授)

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電流生成菌の発電機構と発電に影響を与える因子
Principles of Electricity Generation by Current-producing
Microorganisms and Factors Affecting Performance

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井上謙吾(宮崎大学　IR 推進機構　IRO 特任助教)

　電流生成菌の発電機構は,電極への直接接触,電気伝導性ナノワイヤー,電子シャトル
による様式が提案されており,それぞれ鉄還元細菌を中心とした研究により知見が蓄積し
ている。また,発電に影響を与える因子としては,電池の構造,構成要素の酸化還元電位,
系内のプロトン濃度,運転温度などが重要である。

【目次】
1.はじめに
2.電流生成菌の発電機構
3.発電に影響を与える因子

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電流生成菌の遺伝子改変による発電効率の向上
Improved Electricity Generation in Engineered Current-generating Bacteria

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高妻篤史(東京薬科大学　生命科学部　応用生命科学科　助教

　微生物燃料電池(MFC)において微生物から電極への電子伝達効率は装置全体の性能
を左右する重要な要因であるため,高い電流生産能力を有する微生物を純粋培養して
MFC に利用すれば発電効率を大幅に向上させることが可能となる。本稿では遺伝子工学
的手法により微生物の電流生産能力を向上させた例について,筆者らの研究成果を中心に
紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.Shewanella oneidensis MR-1 株の遺伝子改変
3.おわりに

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微生物燃料電池用電極や装置に関する研究開発の現状
Recent Developments of Electrodes and Reactors for Microbial Fuel Cells

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石井良和(積水化学工業　環境・ライフラインカンパニー　技術・開発センター　基盤技
術研究所　素材・プロセスグループ)
渡邉一哉(東京薬科大学　生命科学部　応用生命科学科　教授)

　微生物燃料電池とは,微生物を触媒として用い,有機物などのもつ化学エネルギーを電
気エネルギーに変換する装置である。小型電源,バイオマス発電,廃水処理など,様々な
用途があり,目的に応じて様々な電極や装置が開発されてきている。本稿では,電極や装
置の開発について,最近の研究動向を紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.アノード
3.カソード
4.装　置
5.おわりに

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有機性廃水/廃棄物を原料とする微生物燃料電池の開発と現状　
Present Status and Technologies of Microbial Fuel Cells for Waste Treatment Process

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上野嘉之(鹿島技術研究所　地球環境・バイオグループ　上席研究員)

　廃水や廃棄物を原料に微生物を利用して発電を行う微生物燃料電池(MFC)について,
その原理とNEDO 先導プロジェクトの実施概要を中心に紹介するとともに,この技術の
実用化に向けた今後の課題と展望について述べる。　

【目次】
1.はじめに
2.廃棄物系バイオマスのエネルギー変換
3.MFC を利用した廃水/廃棄物処理への期待
4.MFC の構造
5.NEDO 先導技術開発プロジェクト
6.MFC に関連した技術開発の現状
7.おわりに

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微生物燃料電池の廃水処理への応用
Use of Cassette-electrode Microbial Fuel Cell for Wastewater Treatment

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宮原盛雄(東京薬科大学　生命科学部　応用生命科学科　生命エネルギー工学研究室　研究員)

　微生物燃料電池(MFC:Microbial Fuel Cell)を廃水処理へ適応することで,標準活性
汚泥法のような既存の処理方法と比べて省エネルギー,省コスト化が期待できる。本稿で
は,MFC を廃水処理へ導入するメリットや装置に求められる性能,模擬廃水を処理した
事例,実用化に向けた課題などを取り上げた。

【目次】
1.はじめに
2.MFC を廃水処理へ導入するメリットと装置に求められる性能
3.スラローム流路方式のMFC による廃水処理
4.MFC を用いた廃水処理システムの実用化にむけた課題
5.おわりに


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微生物太陽電池
Microbial Solar Cells

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西尾晃一(東京大学　大学院工学系研究科　応用化学専攻)
橋本和仁(東京大学　工学部　教授)

　微生物太陽電池とは,生きた光合成微生物を用いた光電変換デバイスであり,生物特有
の自己増殖・自己修復能力といった性質を持つ太陽電池として期待される。本稿では複数
の微生物による共生系により駆動する微生物共生型太陽電池に関する研究について解説す
る。

【目次】
1.はじめに
2.自然微生物群集を用いた微生物太陽電池
3.二者系微生物太陽電池
4.藻類バイオマス分解性細菌を用いた三者系光電変換
5.おわりに

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BIO R&D

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カイコウオオソコエビから精製した新規セルラーゼの性質と機能　
Characterization of a Novel Cellulase Isolated from Hirondellea gigas

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小林英城((独)海洋研究開発機構　海洋・極限環境生物圏領域　深海・地殻内生物圏研究プ
ログラム　主任研究員)

　カイコウオオソコエビ(Hirondellea gigas)は,マリアナ海溝チャレンジャー海淵の
世界最深部に生息するヨコエビ類の一種である。その消化酵素を検討した所,新規セル
ラーゼを発見し,その精製に成功した。本新規セルラーゼは,室温でオガクズなどの天然
セルロースを分解し,グルコースとセロビオースを生産する有用性の高い酵素であった。　

【目次】
1.カイコウオオソコエビの生態
2.カイコウオオソコエビセルラーゼ(HGcel)の性質
3.HGcel の産業への利用

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キチン分解細菌Chitiniphilus shinanonensis 由来の新規
キチン分解酵素を用いたN‒アセチルグルコサミンの生産
Production of N&-acetylglucosamine Using a Novel Chitin-degrading Enzyme from the Chitinolytic Bacterium
Chitiniphilus shinanonensis

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下坂　誠(信州大学　繊維学部　応用生物科学系　生物機能科学課程　教授)

　新属新種の強力なキチン分解細菌Chitiniphilus shinanonensis SAY3 株を分離した。
本株は15 個ものキチン分解酵素遺伝子(chiA-chiO)を有していた。このうち,1 種の
酵素(ChiG)は基質キチンをエンド型に分解し最終生成物としてN‒アセチルグルコサミ
ンのみを生じる新規な活性を有していた。

【目次】
1.はじめに
2.キチン分解酵素について
3.自然界のキチン分解細菌について
4.新属新種の細菌Chitiniphilus shinanonensisSAY3 株
5.SAY3 株からのキチン分解酵素遺伝子の単離
6.新規キチン分解酵素ChiG の性質
7.おわりに

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BIO BUSINESS

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植物工場の実用化の現状
The Present Situation of Practical Plant Factory

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伊藤　保(三菱総合研究所　社会公共マネジメント研究本部)

【目次】
1.拡大する植物工場市場
2.淘汰の歴史を繰り返す植物工場入退場の歴史
3.本格的な実用化の時代到来へ
4.ひとつの産業として自立するために
5.まとめ―農業の産業化に向けて