JPH05130880A - 水素発生器 - Google Patents
水素発生器Info
- Publication number
- JPH05130880A JPH05130880A JP3322380A JP32238091A JPH05130880A JP H05130880 A JPH05130880 A JP H05130880A JP 3322380 A JP3322380 A JP 3322380A JP 32238091 A JP32238091 A JP 32238091A JP H05130880 A JPH05130880 A JP H05130880A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- hydrogen
- hydrogen generator
- bacteriorhodopsin
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光により水素イオンを輸送する機能を有する
タンパク質により水素イオンを濃縮する、効率的な水素
発生器を提供する。 【構成】 水と金属とタンパク質バクテリオロドプシン
分子を含む水素発生器において、該バクテリオロドプシ
ン分子のうち、Ｎ末端が金属に面しているものが、Ｃ末
端が金属に面しているものより多い構成の水素発生器。
その好適なものは、その金属を水の電位に対して、低い
電位とする手段を有する。 【効果】 光エネルギーを水素の濃縮に用い、効率的な
水素発生手段を提供できる。
タンパク質により水素イオンを濃縮する、効率的な水素
発生器を提供する。 【構成】 水と金属とタンパク質バクテリオロドプシン
分子を含む水素発生器において、該バクテリオロドプシ
ン分子のうち、Ｎ末端が金属に面しているものが、Ｃ末
端が金属に面しているものより多い構成の水素発生器。
その好適なものは、その金属を水の電位に対して、低い
電位とする手段を有する。 【効果】 光エネルギーを水素の濃縮に用い、効率的な
水素発生手段を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光エネルギーを化学エ
ネルギーに変換する技術、特に水素発生器に関する。
ネルギーに変換する技術、特に水素発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光エネルギー、特に太陽光を使って水か
ら水素を取出す技術は、環境汚染もなく資源も豊富で化
石燃料に替るエネルギーとして注目されている。従来
は、水の電気分解により水素を収集していた。当該方法
は、光エネルギーを電気的エネルギーに変換し、それを
更に化学エネルギーに変換することになるので、損失も
大きく、効率が低いという問題点があった。また、光エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する工程としては、光
電池を介して太陽光により電気分解用の電流を発生させ
ていた。また、光電池としては太陽電池が用いられる
が、太陽光の変換効率は現在１０％（太陽光１ｋＷ／ｍ
2 のとき）程度であり、光電変換工程の効率は低いとい
う問題点があった。
ら水素を取出す技術は、環境汚染もなく資源も豊富で化
石燃料に替るエネルギーとして注目されている。従来
は、水の電気分解により水素を収集していた。当該方法
は、光エネルギーを電気的エネルギーに変換し、それを
更に化学エネルギーに変換することになるので、損失も
大きく、効率が低いという問題点があった。また、光エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する工程としては、光
電池を介して太陽光により電気分解用の電流を発生させ
ていた。また、光電池としては太陽電池が用いられる
が、太陽光の変換効率は現在１０％（太陽光１ｋＷ／ｍ
2 のとき）程度であり、光電変換工程の効率は低いとい
う問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点を解決した、光により水素イオンを輸送する機
能を有するタンパク質により水素イオンを濃縮する、効
率的な水素発生器を提供することにある。
の問題点を解決した、光により水素イオンを輸送する機
能を有するタンパク質により水素イオンを濃縮する、効
率的な水素発生器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は水素発生器に関する発明であって、水と金属とタ
ンパク質バクテリオロドプシン分子を含む水素発生器に
おいて、該バクテリオロドプシン分子のうち、Ｎ末端が
金属に面しているものが、Ｃ末端が金属に面しているも
のより多いことを特徴とする。
発明は水素発生器に関する発明であって、水と金属とタ
ンパク質バクテリオロドプシン分子を含む水素発生器に
おいて、該バクテリオロドプシン分子のうち、Ｎ末端が
金属に面しているものが、Ｃ末端が金属に面しているも
のより多いことを特徴とする。
【０００５】本発明で使用するバクテリオロドプシン
（ bacteriorhodopsin )は、高度好塩菌ハロバクテリウ
ム ハロビウム（ Halobacterium halobium ) の形質膜
から分離される紫膜（ purple membrane )から発見され
た代表的な膜タンパク質の１つである。この紫膜は市販
されており、バクテリオロドプシン脂質２分子膜からな
り、その膜中でバクテリオロドプシンは向きがそろって
いることが知られている。紫膜をＬＢ法により金属上に
うつし取れば、多くのバクテリオロドプシンは金属の側
にＮ末端を向けたものが得られることも公知の技術であ
る。バクテリオロドプシンは可視光を照射するとＣ末端
側からＮ末端側に水素イオンを能動輸送することが知ら
れている。水素イオン濃度にして数百倍の水素を濃縮で
きることが知られている。
（ bacteriorhodopsin )は、高度好塩菌ハロバクテリウ
ム ハロビウム（ Halobacterium halobium ) の形質膜
から分離される紫膜（ purple membrane )から発見され
た代表的な膜タンパク質の１つである。この紫膜は市販
されており、バクテリオロドプシン脂質２分子膜からな
り、その膜中でバクテリオロドプシンは向きがそろって
いることが知られている。紫膜をＬＢ法により金属上に
うつし取れば、多くのバクテリオロドプシンは金属の側
にＮ末端を向けたものが得られることも公知の技術であ
る。バクテリオロドプシンは可視光を照射するとＣ末端
側からＮ末端側に水素イオンを能動輸送することが知ら
れている。水素イオン濃度にして数百倍の水素を濃縮で
きることが知られている。
【０００６】本発明においては、その金属を水の電位に
対して、低い電位とする手段を有することが好ましい。
対して、低い電位とする手段を有することが好ましい。
【０００７】またそのような場合に、２分子膜状の脂質
を含み、その脂質２分子膜層にバクテリオロドプシンが
含まれ、かつその２重層の金属から見た曲率が負でない
ことが好ましい。
を含み、その脂質２分子膜層にバクテリオロドプシンが
含まれ、かつその２重層の金属から見た曲率が負でない
ことが好ましい。
【０００８】更に、本発明で使用する金属の例には、パ
ラジウム、白金、チタン、鉄又はニッケルの少なくとも
１種を含むものが挙げられる。
ラジウム、白金、チタン、鉄又はニッケルの少なくとも
１種を含むものが挙げられる。
【０００９】そして本発明においては、該金属にバクテ
リオロドプシン分子を膜状に取付けたものを水中に沈め
て該バクテリオロドプシン分子に光を照射する。それに
よって金属に水素が集まり、金属に吸蔵されるか、金属
表面から泡状になって水の外に出ていく。それらの水素
を常法により回収することによって水素が得られる。そ
の場合に前記したように金属の電位を水の電位より低く
するには、例えば、当該金属と水中に沈めた別の電極と
の間を電池を介して接続し、金属の電位を該別の電極の
電位より低くすればよい。なお、光源の例には水銀ラン
プ、又は太陽光がある。
リオロドプシン分子を膜状に取付けたものを水中に沈め
て該バクテリオロドプシン分子に光を照射する。それに
よって金属に水素が集まり、金属に吸蔵されるか、金属
表面から泡状になって水の外に出ていく。それらの水素
を常法により回収することによって水素が得られる。そ
の場合に前記したように金属の電位を水の電位より低く
するには、例えば、当該金属と水中に沈めた別の電極と
の間を電池を介して接続し、金属の電位を該別の電極の
電位より低くすればよい。なお、光源の例には水銀ラン
プ、又は太陽光がある。
【００１０】以下の実施例では水素を吸蔵した金属から
真空において水素を発生させたが、その代りに、水中に
ある金属表面で水素を発生させ、それを回収してもよい
ことはいうまでもない。
真空において水素を発生させたが、その代りに、水中に
ある金属表面で水素を発生させ、それを回収してもよい
ことはいうまでもない。
【００１１】本発明によれば、光エネルギーにより水素
イオンを濃縮するため、効率的な水素発生が可能とな
る。
イオンを濃縮するため、効率的な水素発生が可能とな
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００１３】実施例１ 本発明装置の構成の１例を図１に示す。図１において、
符号１は金属、例えばパラジウムブロック、２はバクテ
リオロドプシンと脂質から構成される紫膜、３は電極、
４はリード線、５は１の電位が３のそれより低くなるよ
うに電位を印加する手段例えば電池、６は水、７は光源
例えば水銀ランプあるいは太陽である。本実施例の場合
はバクテリオロドプシンのＣ末端は６の水に面してお
り、６中の水素イオンを１の表面に輸送し濃縮する。１
は５により、その電位を３より低くし、それによって６
より電位が低くなることにより、１の電極上で水素イオ
ンを還元し１の表面上で水素を発生させる。１は水素を
その体積の数百倍吸蔵するので、水素を吸蔵させたのち
１を外部に取出し真空中で放出させることにより、水素
を得る。
符号１は金属、例えばパラジウムブロック、２はバクテ
リオロドプシンと脂質から構成される紫膜、３は電極、
４はリード線、５は１の電位が３のそれより低くなるよ
うに電位を印加する手段例えば電池、６は水、７は光源
例えば水銀ランプあるいは太陽である。本実施例の場合
はバクテリオロドプシンのＣ末端は６の水に面してお
り、６中の水素イオンを１の表面に輸送し濃縮する。１
は５により、その電位を３より低くし、それによって６
より電位が低くなることにより、１の電極上で水素イオ
ンを還元し１の表面上で水素を発生させる。１は水素を
その体積の数百倍吸蔵するので、水素を吸蔵させたのち
１を外部に取出し真空中で放出させることにより、水素
を得る。
【００１４】実施例２ 図２は、バクテリオロドプシンを含む脂質２分子膜で陰
極を包むことにより、より効率のよい水素発生を行う例
である。図２において、符号３〜７は図１と同義であ
り、２１は金属、例えばパラジウムブロック、２１を包
むように２２は紫膜を小胞状にしたものである。２２の
作製法は、バイオケミストリー（ Biochemistry ) 、第
２８巻、第５９６３〜５９７０頁（１９８９）に記載さ
れた方法で行う。この方法で作製した２２ではバクテリ
オロドプシン分子のうち多くがＮ末端がパラジウム側を
向く。これに７により光を照射して、２２の外側から内
側に水素イオンを能動的に輸送させ２１表面で濃縮させ
る。実施例１と同様に２１を取出し、真空中において水
素を得る。
極を包むことにより、より効率のよい水素発生を行う例
である。図２において、符号３〜７は図１と同義であ
り、２１は金属、例えばパラジウムブロック、２１を包
むように２２は紫膜を小胞状にしたものである。２２の
作製法は、バイオケミストリー（ Biochemistry ) 、第
２８巻、第５９６３〜５９７０頁（１９８９）に記載さ
れた方法で行う。この方法で作製した２２ではバクテリ
オロドプシン分子のうち多くがＮ末端がパラジウム側を
向く。これに７により光を照射して、２２の外側から内
側に水素イオンを能動的に輸送させ２１表面で濃縮させ
る。実施例１と同様に２１を取出し、真空中において水
素を得る。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、光エネルギーを水素の濃縮に
用い、効率的な水素発生手段を提供できる。
用い、効率的な水素発生手段を提供できる。
【図１】本発明装置の構成の１実施の態様を示す概要図
である。
である。
【図２】本発明装置の別の実施の態様を示す概要図であ
る。
る。
１及び２１：金属、２及び２２：紫膜、３：電極、４：
リード線、５：電池、６：水、７：光源
リード線、５：電池、６：水、７：光源
Claims (4)
- 【請求項１】 水と金属とタンパク質バクテリオロドプ
シン分子を含む水素発生器において、該バクテリオロド
プシン分子のうち、Ｎ末端が金属に面しているものが、
Ｃ末端が金属に面しているものより多いことを特徴とす
る水素発生器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の水素発生器において、
その金属を水の電位に対して、低い電位とする手段を有
することを特徴とする水素発生器。 - 【請求項３】 請求項２に記載の水素発生器において、
２分子膜状の脂質を含み、その脂質２分子膜層にバクテ
リオロドプシンが含まれ、かつその２重層の金属から見
た曲率が負でないことを特徴とする水素発生器。 - 【請求項４】 該金属が、パラジウム、白金、チタン、
鉄又はニッケルの少なくとも１種を含むものである請求
項１又は２に記載の水素発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322380A JPH05130880A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 水素発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322380A JPH05130880A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 水素発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130880A true JPH05130880A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18143010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3322380A Pending JPH05130880A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 水素発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05130880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100841736B1 (ko) * | 2007-02-15 | 2008-06-27 | 광주과학기술원 | 태양광을 이용한 생물전기화학적 수소 생산 시스템 |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP3322380A patent/JPH05130880A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100841736B1 (ko) * | 2007-02-15 | 2008-06-27 | 광주과학기술원 | 태양광을 이용한 생물전기화학적 수소 생산 시스템 |
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