微生物および生化学技術ジャーナル

概要

グルコアセトバクター・ハンセニイNOK21 由来のバクテリアセルロースを微生物燃料電池のプロトン透過膜として利用

コ・ヨンファン、オ・ファジョン、イ・ヒョンジョン

腐敗したワインの表面のペリクルから酢酸細菌 NOK21 が分離され、形態学的、生理学的、遺伝学的特徴に基づいて Gluconacetobacter hansenii と同定されました。細菌分離株をエタノールを含む静置培養で増殖させたところ、エタノール濃度 3% で最大ペリクル濃度 5.2 g/? が得られ、エタノール濃度 5% で最大酸度 3.97% に達しました。エタノール濃度が 6% を超えると、細菌の増殖は観察されませんでした。固体 13C-NMR 分光法による分析により、NOK21 培養物のペリクルは比較的純粋なセルロースポリマーで構成され、いくつかのカルボキシレート (COO-) グループを持つことが示されました。また、SEM によるペリクルの観察により、ナノ直径のセルロース繊維がランダムに絡み合った多層ネットワーク構造が明らかになりました。ペリクルセルロースポリマーは、微生物燃料電池（MFC）のプロトン透過膜として使用され、陽イオン交換膜Neosepta CMXよりも約3倍高い発電効率を示しました。さらに、アノード表面積あたり150〜200 mW/m2の安定した電力が生成されました。これらの結果は、NOK21培養からのミクロフィブリルセルロース膜が、MFCの高価なプロトン交換膜の代替品として適している可能性があることを示唆しています。