JP2005310613A - Electronic apparatus - Google Patents

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Yuichi Tokita
裕一 戸木田
Takashi Tomita
尚 富田
Hideki Sakai
秀樹 酒井
Atsushi Sato
敦 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic apparatus loaded with a fuel cell using safe fuel, which operates at room temperature. <P>SOLUTION: This electronic apparatus is loaded with an enzyme cell composed of a group of oxidizing enzymes to generate an electron by dissolving fuel such as glucose or the like, a fuel electrode 1 carrying an electron mediator to give the generated electron to an electrode, an electrolyte layer 5 to transport a proton generated by oxidizing the fuel in the fuel electrode 1 to the opposite electrode side, and an air electrode 3 to generate water by oxidizing the proton carried from the fuel electrode 1 through the electrolyte layer 5 by oxygen in the air. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電源として燃料電池を搭載した携帯電話等の電子機器に関する。   The present invention relates to an electronic device such as a mobile phone equipped with a fuel cell as a power source.

燃料電池は、基本的に燃料極と酸化剤極(空気極)と電解質とを備えるものであり、その動作原理は水の電気分解と逆動作で、水素と酸素により水(HO)を生成するとともに電気を発生する。すなわち、燃料極に供給された燃料(水素)が酸化されて電子とプロトン(H)とに分離し、電子は燃料極に渡され、Hは電解質を介して空気極まで移動する。空気極では、このHが外部から供給された酸素及び燃料極から外部回路を通って送られた電子と反応してHOを生成する。 A fuel cell basically includes a fuel electrode, an oxidant electrode (air electrode), and an electrolyte, and its operation principle is the reverse operation of water electrolysis, and water (H 2 O) is produced by hydrogen and oxygen. Generate electricity and generate electricity. That is, the fuel (hydrogen) supplied to the fuel electrode is oxidized and separated into electrons and protons (H + ), the electrons are transferred to the fuel electrode, and H + moves to the air electrode through the electrolyte. In the air electrode, this H + reacts with oxygen supplied from the outside and electrons sent from the fuel electrode through an external circuit to generate H 2 O.

このように、燃料電池は、燃料の持つエネルギーを直接電気エネルギーに変換する高効率な発電装置であり、天然ガス、石油、石炭等の化石エネルギーがもつエネルギーを使用場所や使用時によらずに、しかも高い変換効率にて電気エネルギーとして取り出すことができる。このため、従来から大規模発電用途等としての燃料電池の開発研究が活発に行われている。例えば、スペースシャトルに燃料電池が搭載され、電力と同時に乗組員の水を供給できることや、クリーンな発電装置であることを証明した実績がある。   In this way, the fuel cell is a highly efficient power generation device that directly converts the energy of the fuel into electrical energy, and the energy of fossil energy such as natural gas, oil, and coal can be used regardless of where and when it is used. Moreover, it can be extracted as electrical energy with high conversion efficiency. For this reason, research and development of fuel cells for large-scale power generation has been actively conducted. For example, there is a track record of demonstrating that a fuel cell is mounted on a space shuttle and that it can supply crew water at the same time as power, and that it is a clean power generator.

また、近年、電解質にイオン交換膜を用いた固体高分子型燃料電池等、室温から90℃程度の比較的低温な作動温度域を示す燃料電池が開発され、注目を集めている。このため、大規模発電用途のみならず、自動車の駆動用電源、パーソナルコンピュータやモバイル機器等のポータブル電源等の小型システムへの応用が模索されつつある。   In recent years, a fuel cell having a relatively low operating temperature range from room temperature to about 90 ° C., such as a polymer electrolyte fuel cell using an ion exchange membrane as an electrolyte, has been developed and attracting attention. For this reason, the application to not only large-scale power generation but also small systems such as a power source for driving automobiles and a portable power source for personal computers and mobile devices is being sought.

しかしながら、固体高分子型燃料電池は、先に述べたように低温な作動温度域を示すという利点があるものの、解決すべき多くの課題が残されている。例えば、燃料としてメタノールを用い、かつ室温付近で動作させた場合のCOによる触媒被毒、クロスオーバーによるエネルギーロスの発生、Pt等の高価な貴金属の触媒が必要であること、燃料に水素を用いる場合の取り扱いが困難であること等である。   However, although the polymer electrolyte fuel cell has the advantage of exhibiting a low temperature range as described above, many problems to be solved remain. For example, when methanol is used as the fuel and the catalyst is poisoned by CO when operated near room temperature, energy loss occurs due to crossover, an expensive noble metal catalyst such as Pt is required, and hydrogen is used as the fuel. It is difficult to handle the case.

そこで、生物内で行われている生体代謝が高効率なエネルギー変換機構であることに着目し、これを燃料電池に適用する提案がなされている。ここでいう生体代謝には、微生物や細胞内で行われる呼吸、光合成等が含まれる。生体代謝は、発電効率が極めて高く、また、室温程度の穏やかな条件で反応が進行するという特長を兼ね備えている。   Accordingly, attention has been paid to the fact that biological metabolism performed in living organisms is a highly efficient energy conversion mechanism, and proposals have been made to apply this to fuel cells. The biological metabolism here includes respiration, photosynthesis and the like performed in microorganisms and cells. Biological metabolism has the characteristics that the power generation efficiency is extremely high and the reaction proceeds under mild conditions of about room temperature.

例えば、呼吸は、糖類、脂肪、タンパク質等の栄養素を微生物又は細胞内に取り込み、これらの化学エネルギーを、数々の酵素反応ステップを有する解糖系及びトリカルボン酸(以下、TCAという。)回路を介して二酸化炭素(CO)を生成する過程でニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(以下、NADという。)を還元して還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)のような酸化還元エネルギー、すなわち電気エネルギーに変換し、さらに電子伝達系においてこれらのNADHの電気エネルギーをプロトン勾配の電気エネルギーに直接変換するとともに酸素を還元し、水を生成する機構である。ここで得られた電気エネルギーは、ATP合成酵素を介して、ADPからATPを生成し、このATPは微生物や細胞が生育するために必要な反応に利用される。このようなエネルギー変換は、細胞質ゾル及びミトコンドリアで行われている。 For example, in respiration, nutrients such as saccharides, fats, and proteins are taken into microorganisms or cells, and these chemical energies are passed through a glycolytic system having a number of enzymatic reaction steps and a tricarboxylic acid (hereinafter referred to as TCA) circuit. In the process of generating carbon dioxide (CO 2 ), nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter referred to as NAD + ) is reduced to produce redox energy such as reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), that is, electric energy. This is a mechanism that converts the NADH electric energy directly into proton gradient electric energy and reduces oxygen to generate water in the electron transfer system. The electrical energy obtained here produces ATP from ADP via ATP synthase, and this ATP is used for reactions necessary for the growth of microorganisms and cells. Such energy conversion occurs in the cytosol and mitochondria.

また、光合成は、光エネルギーを取り込み、電子伝達系を介してニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(以下、NADPという。)を還元して還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)のような電気エネルギーに変換する過程で、水を酸化し酸素を生成する機構である。この電気エネルギーは、COを取り込み炭素固定化反応に利用され、炭水化物の合成に利用される。 Photosynthesis takes in light energy and reduces nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (hereinafter referred to as NADP + ) via an electron transfer system to reduce nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH). It is a mechanism that oxidizes water to produce oxygen in the process of conversion to electrical energy. This electric energy takes in CO 2 and is used for carbon fixation reaction, and is used for carbohydrate synthesis.

上述したような生体代謝を燃料電池に利用する技術としては、微生物中で発生した電気エネルギーを電子メディエータを介して微生物外に取り出し、この電子を電極に渡すことで電流を得る微生物電池が報告されている(例えば、特許文献1参照)。   As a technique for utilizing the above-described biometabolism for a fuel cell, a microbial cell has been reported in which electric energy generated in a microorganism is taken out of the microorganism through an electron mediator and an electric current is obtained by passing the electrons to an electrode. (For example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、微生物及び細胞には化学エネルギーから電気エネルギーへの変換といった目的の反応以外にも不要な機能が多く存在するため、上述した方法では望まない反応に電気エネルギーが消費されて充分なエネルギー変換効率が発揮されない。   However, since microorganisms and cells have many unnecessary functions in addition to the intended reaction such as conversion from chemical energy to electrical energy, the above-described method consumes electrical energy for unwanted reactions, resulting in sufficient energy conversion efficiency. Is not demonstrated.

特開2000−133297号公報JP 2000-133297 A

ところで、携帯電話やモバイル等の電子機器に搭載されている電源にはリチウムイオン二次電池等の蓄電池が一般に用いられているが、これは一定時間使用すると充電する必要があり、燃料の補給により連続的に使用することができる燃料電池の搭載が検討されている。   By the way, a storage battery such as a lithium ion secondary battery is generally used as a power source mounted on an electronic device such as a mobile phone or a mobile phone. The installation of a fuel cell that can be used continuously is under consideration.

しかしながら、従来の燃料電池は、作動温度域が比較的低温のものであっても、上述したように、水素等燃料の取り扱いが容易ではないこと、触媒としてPt等の高価な貴金属が必要であることなど多くの問題点があった。また、生体代謝を利用した微生物電池でも、目的の反応以外の機能も多く存在するため充分な電気エネルギーを取り出すことは難しいという問題があった。   However, as described above, the conventional fuel cell is not easy to handle the fuel such as hydrogen even if the operating temperature range is relatively low, and an expensive noble metal such as Pt is required as the catalyst. There were many problems. In addition, there is a problem in that it is difficult to extract sufficient electric energy because there are many functions other than the target reaction even in a microbial battery using biological metabolism.

そこで、本発明者らは、生体代謝のうち化学エネルギーから電気エネルギーへの変換反応に関与する酵素や電子メディエータを取り出して所望の反応のみを行うよう構成された燃料電池に着目し、研究を重ねた結果、糖類、脂肪、タンパク質等の栄養素やアルコール類あるいは糖代謝の中間生成物等の有機酸を燃料とし、それぞれ燃料の分解に関与する酵素を適切に選択して触媒に用いることにより、作動温度域が略約−20〜80℃の温度域であって、燃料も取り扱いが容易で安全な、電子機器の電源に好適な燃料電池が得られることを見出した。このような酵素を用いた燃料電池を搭載した電子機器はまだ提案されていない。   In view of this, the present inventors have focused on a fuel cell configured to perform only a desired reaction by taking out an enzyme or an electronic mediator involved in a conversion reaction from chemical energy to electrical energy in biological metabolism, and repeated research. As a result, nutrients such as sugars, fats and proteins, alcohols, or organic acids such as intermediate products of sugar metabolism are used as fuels, and the enzymes involved in the decomposition of each fuel are selected appropriately and used as catalysts. It has been found that a fuel cell suitable for a power source of an electronic device can be obtained in which the temperature range is approximately -20 to 80 ° C and the fuel is easy to handle and safe. An electronic device equipped with a fuel cell using such an enzyme has not been proposed yet.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、取り扱いが容易で安全な燃料電池を搭載した電子機器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electronic device equipped with a fuel cell that is easy to handle and safe.

すなわち、本発明の電子機器は、アルコール類、糖類、脂肪類、タンパク質及び有機酸類から選ばれる少なくとも1種を燃料とし、触媒に酵素を用いた燃料電池を搭載したことを特徴とする。   That is, the electronic device of the present invention is characterized in that a fuel cell using at least one selected from alcohols, saccharides, fats, proteins and organic acids as a fuel and using an enzyme as a catalyst is mounted.

本発明においては、燃料電池の燃料は、アルコール類、糖類、脂肪類、タンパク質及び有機酸類から選ばれ、触媒には、それぞれの燃料に合わせて適切な酵素群、例えば燃料の段階的な分解プロセスでそれぞれの酸化反応に関与する酸化酵素群が選択される。さらに、用いる酸化酵素群に応じて、燃料の酸化反応により還元体となる補酵素と、補酵素還元体を酸化体に戻すとともに、1分子につき2つの電子を生成する補酵素酸化酵素が選択される。このような補酵素の存在により、燃料の酸化反応に伴って電子が生成されて取り出されることになる。   In the present invention, the fuel of the fuel cell is selected from alcohols, saccharides, fats, proteins, and organic acids, and the catalyst includes an enzyme group suitable for each fuel, for example, a stepwise decomposition process of the fuel. The oxidase group involved in each oxidation reaction is selected. Furthermore, depending on the oxidase group to be used, a coenzyme that becomes a reductant by the oxidation reaction of fuel and a coenzyme oxidase that returns the coenzyme reductant to an oxidant and generates two electrons per molecule are selected. The Due to the presence of such a coenzyme, electrons are generated and taken out along with the oxidation reaction of the fuel.

具体例を挙げると、メタノールを燃料とした場合、触媒としてメタノールに作用してホルムアルデヒドに酸化するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)と、ホルムアルデヒドに作用して蟻酸に酸化するホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ(FalDH)と、蟻酸に作用してCOに酸化する蟻酸デヒドロゲナーゼ(FateDH)とを用いることができる。これにより、メタノールはCOまで分解され、メタノール1分子につき3段階の酸化反応により合計6電子が生成される。 For example, when methanol is used as fuel, alcohol dehydrogenase (ADH) that acts on methanol as a catalyst and oxidizes to formaldehyde, formaldehyde dehydrogenase (FalDH) that acts on formaldehyde and oxidizes to formic acid, and acts on formic acid Formate dehydrogenase (FateDH) that oxidizes to CO 2 can be used. As a result, methanol is decomposed to CO 2, and a total of 6 electrons are generated by a three-stage oxidation reaction per molecule of methanol.

また、エタノールを燃料とした場合、触媒としてエタノールに作用してアセトアルデヒドに酸化するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)と、アセトアルデヒドに作用して酢酸に酸化するアルデヒドデヒドロゲナーゼ(AlDH)とを用いることができる。これにより、エタノールは酢酸まで分解され、エタノール1分子につき2段階の酸化反応により合計4電子が生成される。なお、エタノールは、メタノールと同様にCOまで分解する方法をとることもできる。この場合は、アセトアルデヒドに対してアセトアルデヒドデヒドロゲナーゼ(AalDH)を作用させてアセチルCoAとした後、TCA回路に渡される。TCA回路でさらに電子が生成される。 When ethanol is used as a fuel, alcohol dehydrogenase (ADH) that acts on ethanol to oxidize to acetaldehyde and aldehyde dehydrogenase (AlDH) that acts on acetaldehyde to oxidize to acetic acid can be used as a catalyst. As a result, ethanol is decomposed to acetic acid, and a total of 4 electrons are generated by a two-step oxidation reaction per molecule of ethanol. Incidentally, ethanol may take the method of decomposing to CO 2 as well as methanol. In this case, acetaldehyde dehydrogenase (AalDH) is allowed to act on acetaldehyde to form acetyl CoA, which is then passed to the TCA circuit. Further electrons are generated in the TCA circuit.

また、グルコースを燃料とした場合、触媒としてグルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)を用いることができる。これにより、β−D−グルコースがD−グルコノ−δ−ラクトンに分解され、グルコース1分子につき2電子が生成される。なお、D−グルコノ−δ−ラクトンは水中で加水分解されてD−グルコネートになる。グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)に加えて、グルコノキナーゼ及びフォスフォグルコネートデヒドロゲナーゼ(PhGDH)の触媒を用いた場合には、D−グルコネートはグルコノキナーゼの存在下でアデノシン三リン酸(ATP)をアデノシン二リン酸(ADP)とリン酸に加水分解することでリン酸化されて6−フォスフォ−D−グルコネートになり、さらにフォスフォグルコネートデヒドロゲナーゼ(PhGDH)の作用により、2−ケト−6−フォスフォ−D−グルコネートに酸化される。したがって、この場合、グルコースは2−ケト−6−フォスフォ−D−グルコネートに分解され、グルコース1分子につき2段階の酸化反応により合計4電子が生成される。   When glucose is used as fuel, glucose dehydrogenase (GDH) can be used as a catalyst. Thereby, (beta) -D-glucose is decomposed | disassembled into D-glucono-delta-lactone, and 2 electrons are produced | generated per glucose molecule. In addition, D-glucono-delta-lactone is hydrolyzed in water to D-gluconate. In addition to glucose dehydrogenase (GDH), when gluconokinase and phosphogluconate dehydrogenase (PhGDH) catalysts are used, D-gluconate converts adenosine triphosphate (ATP) to adenosine in the presence of gluconokinase. By being hydrolyzed to diphosphate (ADP) and phosphoric acid, it is phosphorylated to 6-phospho-D-gluconate, and further, by the action of phosphogluconate dehydrogenase (PhGDH), 2-keto-6-phospho- Oxidized to D-gluconate. Therefore, in this case, glucose is decomposed into 2-keto-6-phospho-D-gluconate, and a total of 4 electrons are generated by a two-step oxidation reaction per molecule of glucose.

また、グルコースをCOまで分解する方法をとることも可能である。この場合には、糖代謝を利用する必要がある。糖代謝を利用した複合酵素反応は、解糖系によるグルコースの分解及びピルビン酸の生成、及びTCA回路に大別される。解糖系及びTCA回路は、広く知られる反応系であり、その説明は省略するが、これを利用した場合、さらに多くの電気エネルギーを取り出すことが可能である。 It is also possible to take a method of decomposing glucose to CO 2 . In this case, it is necessary to utilize sugar metabolism. The complex enzyme reaction utilizing sugar metabolism is roughly divided into glucose decomposition and pyruvic acid production by a glycolysis system, and TCA cycle. The glycolysis system and the TCA circuit are widely known reaction systems, and the description thereof is omitted. However, when this is used, more electric energy can be extracted.

上述した酵素を用いた燃料電池(以下、酵素電池という。)は、生体代謝を利用しているため、その作動温度は−20〜80℃、望ましくは0〜40℃であり、電子機器の温度環境で発電動作が可能である。   Since the above-described fuel cell using the enzyme (hereinafter referred to as an enzyme cell) utilizes biological metabolism, its operating temperature is -20 to 80 ° C, preferably 0 to 40 ° C. Power generation operation is possible in the environment.

なお、電子機器の電源として上記酵素電池を搭載する場合には、電子機器の動作時の突発的な大電流消費に酵素電池が追随できない可能性があるため、バックアップ用のリチウムイオン二次電池等の蓄電池を組み合わせた電源システムを構成することが望ましい。   If the enzyme battery is mounted as a power source for an electronic device, the enzyme battery may not be able to follow the sudden large current consumption during operation of the electronic device, so a backup lithium ion secondary battery, etc. It is desirable to configure a power supply system that combines these storage batteries.

本発明によれば、上記酵素電池を電子機器に搭載することにより、蓄電池のように充電を要することなく、電子機器を連続的に動作させることが可能となる。また、酵素電池は、メタノールを除いては食品にもなるような安全な燃料を用いることができるとともに、室温で発電を行うことができ、取り扱いが容易である。さらに、酵素電池は、他の燃料電池のように改質器や加熱装置を必要としないため、電子機器における電源システムをコンパクトにすることができる。   According to the present invention, by mounting the enzyme battery on an electronic device, the electronic device can be operated continuously without requiring charging like a storage battery. In addition, the enzyme battery can use safe fuel that can be used as food except for methanol, and can generate power at room temperature and is easy to handle. Furthermore, since the enzyme battery does not require a reformer or a heating device unlike other fuel cells, the power supply system in the electronic device can be made compact.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明にかかる酵素電池の一実施の形態を模式的に示すもので、燃料極1と、空気極3と、燃料極1と空気極3とを隔離する電解質層5とで構成されている。燃料極1では酵素及び電子メディエーターが担持され、グルコース等の燃料7から電子を取り出すとともにプロトン(H)9を発生する。空気極3では、燃料極1から電解質層5を介して移動してきたHが空気中の酸素(O)と反応することによって水(HO)を生成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows an embodiment of an enzyme battery according to the present invention, which is composed of a fuel electrode 1, an air electrode 3, and an electrolyte layer 5 that separates the fuel electrode 1 and the air electrode 3. Has been. In the fuel electrode 1, an enzyme and an electron mediator are supported to take out electrons from the fuel 7 such as glucose and generate protons (H + ) 9. In the air electrode 3, H + that has moved from the fuel electrode 1 through the electrolyte layer 5 reacts with oxygen (O 2 ) in the air to generate water (H 2 O).

燃料極1は、例えばカーボンペーパーのような多孔質電極上に、燃料の分解に関与する酵素と、燃料の酸化反応に伴って還元体が生成される補酵素(例えば、NAD、NADP等)と、補酵素の還元体(例えば、NADH、NADPH等)を酸化する補酵素酸化酵素(例えば、ジアホラーゼ;DI)と、補酵素酸化酵素から補酵素の酸化に伴って生じる電子を受け取って電極に渡す電子メディエータ(例えば、2−アミノ−3−カルボキシ−1,4−ナフトキノン;ACNQ、ビタミンK3等)とが、固定化材(例えばポリマー等)により固定化されて作製される。 The fuel electrode 1 includes, for example, an enzyme involved in fuel decomposition on a porous electrode such as carbon paper, and a coenzyme (for example, NAD + , NADP +, etc.) that generates a reductant in response to the oxidation reaction of the fuel. ), A coenzyme oxidase (eg, diaphorase; DI) that oxidizes a reduced form of coenzyme (eg, NADH, NADPH, etc.), and an electrode that receives electrons from the coenzyme oxidase accompanying the oxidation of the coenzyme. And an electron mediator (for example, 2-amino-3-carboxy-1,4-naphthoquinone; ACNQ, vitamin K3, etc.) to be transferred to the substrate, and immobilized by an immobilizing material (for example, a polymer, etc.).

燃料の分解に関与する酵素は、例えば燃料がメタノールの場合、メタノールからホルムアルデヒドへ酸化するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)、ホルムアルデヒドから蟻酸へ酸化するホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ(FalDH)、及び蟻酸からCOへ酸化する蟻酸デヒドロゲナーゼ(FateDH)が挙げられる。これらの酸化酵素によって、メタノールは室温で最終的にCOまで分解される。 For example, when the fuel is methanol, the enzymes involved in the decomposition of the fuel include alcohol dehydrogenase (ADH) that oxidizes methanol to formaldehyde, formaldehyde dehydrogenase (FalDH) that oxidizes formaldehyde to formic acid, and formate dehydrogenase that oxidizes formic acid to CO 2 . (FateDH). By these oxidases, methanol is finally decomposed to CO 2 at room temperature.

また、燃料がエタノールの場合、燃料の分解に関与する酵素は、エタノールをアセトアルデヒドに酸化するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)、及びアセトアルデヒドを酢酸に酸化するアルデヒドデヒドロゲナーゼ(AlDH)が挙げられる。これらの酸化酵素によって、エタノールは室温で酢酸まで酸化される。   When the fuel is ethanol, examples of enzymes involved in fuel decomposition include alcohol dehydrogenase (ADH) that oxidizes ethanol to acetaldehyde and aldehyde dehydrogenase (AlDH) that oxidizes acetaldehyde to acetic acid. By these oxidases, ethanol is oxidized to acetic acid at room temperature.

また、燃料がグルコースの場合は、燃料の分解に関与する酵素は、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)が挙げられる。この酸化酵素の作用によって、β−D−グルコースがD−グルコノ−δ−ラクトンに酸化される。なお、D−グルコノ−δ−ラクトンは加水分解によりD−グルコネートになる。   In addition, when the fuel is glucose, an example of an enzyme involved in fuel decomposition is glucose dehydrogenase (GDH). By the action of this oxidase, β-D-glucose is oxidized to D-glucono-δ-lactone. D-glucono-δ-lactone is converted to D-gluconate by hydrolysis.

燃料の分解に関与する酵素は、上記酸化酵素に限らないが、これらはNAD依存型デヒドロゲナーゼであり、これらの酸化酵素を用いた場合には、補酵素にはNADが用いられる。NAD依存型デヒドロゲナーゼは、燃料を酸化(脱水素)することによって、補酵素NADを還元し、NADHとHを生成する。この反応は次式で表される。
燃料+NAD→燃料の酸化体+NADH+H …(1)
Enzymes involved in fuel decomposition are not limited to the above-mentioned oxidases, but these are NAD + -dependent dehydrogenases. When these oxidases are used, NAD + is used as a coenzyme. NAD + -dependent dehydrogenase reduces the coenzyme NAD + by oxidizing (dehydrogenating) the fuel to produce NADH and H + . This reaction is represented by the following formula.
Fuel + NAD + → Fuel oxidant + NADH + H + (1)

生成されたNADHは、DIによりNADに酸化され、次式に示すように、2つの電子とHを発生する。
NADH→NAD+H+2e …(2)
The generated NADH is oxidized to NAD + by DI and generates two electrons and H + as shown in the following equation.
NADH → NAD + + H + + 2e (2)

したがって、燃料1分子につき1回の酸化反応で2つの電子と2つのHが生成されることになる。上記プロセスで生成された電子はDIから電子メディエータを介して電極に渡され、Hは電解質層5を通って空気極3へ輸送される。 Therefore, two electrons and two H + are generated in one oxidation reaction per molecule of fuel. The electrons generated in the above process are transferred from DI to the electrode via the electron mediator, and H + is transported to the air electrode 3 through the electrolyte layer 5.

電子メディエータは、電極との電子の受け渡しを行うもので、燃料電池の電圧は、電子メディエータの酸化還元電位に依存する。つまり、より高い電圧を得るには、燃料極側ではよりネガティブな電位の電子メディエータを選ぶとよいが、電子メディエータの、酵素に対する反応親和性、電極との電子交換速度、阻害因子(光、酸素等)に対する構造安定性等も考慮しなければならない。このような観点から、燃料極1に作用する電子メディエータとしては、ACNQやビタミンK3等が好適である。その他に、例えばキノン骨格を有する化合物、Os、Ru、Fe、Co等の金属錯体、ベンジルビオローゲン等のビオローゲン化合物、ニコチンアミド構造を有する化合物、リボフラビン構造を有する化合物、ヌクレオチド−リン酸構造を有する化合物等も電子メディエータとして用いることができる。   The electron mediator exchanges electrons with the electrode, and the voltage of the fuel cell depends on the redox potential of the electron mediator. In other words, in order to obtain a higher voltage, it is better to select an electron mediator having a more negative potential on the fuel electrode side. However, the electron mediator's reaction affinity with the enzyme, the rate of electron exchange with the electrode, and the inhibitor (light, oxygen Etc.) must be considered. From such a viewpoint, ACNQ, vitamin K3, and the like are suitable as the electron mediator that acts on the fuel electrode 1. In addition, for example, compounds having a quinone skeleton, metal complexes such as Os, Ru, Fe and Co, viologen compounds such as benzyl viologen, compounds having a nicotinamide structure, compounds having a riboflavin structure, compounds having a nucleotide-phosphate structure Etc. can also be used as electron mediators.

上記酵素、補酵素及び電子メディエータは、電極反応が効率よく定常的に行われるようにするために、トリス緩衝液、リン酸緩衝液等の緩衝液によって、酵素にとって最適なpH、例えばpH7付近に維持されていることが好ましい。さらに、イオン強度(I.S.)は、あまり大きすぎても小さすぎても酵素活性に悪影響を与えるが、電気化学応答性も考慮すると、適度なイオン強度、例えば0.3程度であることが好ましい。ただし、pH及びイオン強度は、用いる酵素それぞれに最適値が存在し、上述した値に限定されない。   The enzyme, coenzyme, and electron mediator are adjusted to a pH optimum for the enzyme, for example, around pH 7, with a buffer solution such as Tris buffer or phosphate buffer so that the electrode reaction can be performed efficiently and constantly. It is preferably maintained. Further, the ionic strength (IS) is too large or too small to adversely affect the enzyme activity, but considering the electrochemical response, it should be an appropriate ionic strength, for example, about 0.3. Is preferred. However, pH and ionic strength have optimum values for each of the enzymes used, and are not limited to the values described above.

上記酵素、補酵素及び電子メディエータは、緩衝液に溶解した状態で用いてもよいが、好ましくは固定化材を用いて電極上に固定化される。これにより、電極近傍で起こっている酵素反応現象を効率よく電気信号として捉えることが可能となる。このような固定化材としては、例えばグルタルアルデヒドとポリ−L−リシンを組み合わせて用いることができる。また、それぞれ単独でも、また他のポリマーであってもよい。   The enzyme, coenzyme, and electron mediator may be used in a state dissolved in a buffer solution, but are preferably immobilized on an electrode using an immobilizing material. This makes it possible to efficiently capture the enzyme reaction phenomenon occurring in the vicinity of the electrode as an electrical signal. As such an immobilizing material, for example, glutaraldehyde and poly-L-lysine can be used in combination. Moreover, each may be individual or another polymer may be sufficient.

燃料極1が以上のように構成されることで、室温付近でグルコース等の燃料と接触することにより、直接Hを発生させることができる。 By configuring the fuel electrode 1 as described above, H + can be directly generated by contacting with a fuel such as glucose near room temperature.

空気極3は、触媒が担持された炭素粉末あるいは炭素に保持されない触媒粒子により構成されている。触媒には、例えば、白金(Pt)の微粒子、または鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)あるいはルテニウム(Ru)などの遷移金属と白金との合金あるいは酸化物などの微粒子が用いられる。電解質層5の側から順に触媒あるいは触媒を含む炭素粉末よりなる触媒層と多孔質の炭素材料よりなるガス拡散層とが積層された構造を有している。   The air electrode 3 is composed of carbon powder on which a catalyst is supported or catalyst particles that are not held by carbon. As the catalyst, for example, platinum (Pt) fine particles, or fine particles of transition metal such as iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co) or ruthenium (Ru) and platinum, or oxide fine particles are used. It is done. A structure in which a catalyst layer made of a catalyst or a carbon powder containing a catalyst and a gas diffusion layer made of a porous carbon material are laminated in order from the electrolyte layer 5 side.

電解質層5は、燃料極1において発生したHを空気極3に輸送するプロトン伝導膜であり、電子伝導性を持たず、Hを輸送することが可能な材料により構成されている。例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸(PFS)系の樹脂膜、トリフルオロスチレン誘導体の共重合膜、リン酸を含浸させたポリベンズイミダゾール膜、芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜、PSSA−PVA(ポリスチレンスルホン酸ポリビニルアルコール共重合体)や、PSSA−EVOH(ポリスチレンスルホン酸エチレンビニルアルコール共重合体)等からなるものが挙げられる。なかでも、含フッ素カーボンスルホン酸基を有するイオン交換樹脂からなるものが好ましく、具体的には、ナフィオン(商品名,米国デュポン社)が用いられる。 The electrolyte layer 5 is a proton conductive membrane that transports H + generated in the fuel electrode 1 to the air electrode 3 and is made of a material that does not have electron conductivity and can transport H + . For example, perfluorocarbon sulfonic acid (PFS) resin film, copolymer film of trifluorostyrene derivative, polybenzimidazole film impregnated with phosphoric acid, aromatic polyether ketone sulfonic acid film, PSSA-PVA (polystyrene sulfonic acid) Polyvinyl alcohol copolymer) and PSSA-EVOH (polystyrene sulfonate ethylene vinyl alcohol copolymer). Among these, those made of an ion exchange resin having a fluorine-containing carbon sulfonic acid group are preferable, and specifically, Nafion (trade name, US DuPont) is used.

以上のように構成された酵素電池では、燃料極1側で1種類以上のNAD依存型デヒドロゲナーゼが燃料を酸化する際に、補酵素NADからNADHを生成させる。生成したNADHは、DIにより電子メディエータを介して燃料極1へ2つの電子を受け渡し、NADに戻る。燃料極1に渡された電子は、外部回路を通って空気極3に到達することで、電流が発生する。また、上述したような過程で発生するHは、電解質層5を介して空気極3まで移動する。そして空気極3では、到達したHと、外部回路から供給された2つの電子と、酸素とから水が生成される。 In the enzyme battery configured as described above, NADH is generated from the coenzyme NAD + when at least one type of NAD + -dependent dehydrogenase oxidizes the fuel on the fuel electrode 1 side. The generated NADH passes two electrons to the fuel electrode 1 via the electron mediator by DI, and returns to NAD + . The electrons passed to the fuel electrode 1 reach the air electrode 3 through an external circuit, thereby generating a current. Further, H + generated in the above-described process moves to the air electrode 3 through the electrolyte layer 5. In the air electrode 3, water is generated from the reached H + , the two electrons supplied from the external circuit, and oxygen.

したがって、ここに挙げた例では、メタノールはADH、FalDH、FateDHにより3段階の酸化プロセスを経てCOまで分解されることにより、メタノール1分子当たり3つのNADHが生成されることになり、6つの電子を取り出すことができる。エタノールはADH、AlDHにより2段階酸化されることにより、エタノール1分子当たり4つの電子を取り出すことができる。また、グルコースはGDHにより1段階分解されることにより、グルコース1分子当たり2つの電子を取り出すことができる。 Therefore, in the example given here, methanol is decomposed to CO 2 through a three-stage oxidation process by ADH, FalDH, and FateDH, thereby generating three NADHs per molecule of methanol. Electrons can be taken out. Ethanol is oxidized in two stages by ADH and AlDH, so that four electrons can be taken out per molecule of ethanol. In addition, glucose is decomposed in one step by GDH, whereby two electrons can be taken out per glucose molecule.

なお、燃料の分解方法は上記例に限定されない。例えば、グルコースは、GDHに加えてグルコノキナーゼとフォスフォグルコネートデヒドデヒドロゲナーゼ(PhGDH)を用いることにより、2段階の酸化プロセスを経て2−ケト−6−フォスフォ−D−グルコネートに分解することができる。すなわち、D−グルコネートは、グルコノキナーゼの存在下、アデノシン三リン酸(ATP)をアデノシン二リン酸(ADP)とリン酸に加水分解することでリン酸化されて、6−フォスフォ−D−グルコネートになり、この6−フォスフォ−D−グルコネートは、PhGDHの作用により、2−ケト−6−フォスフォ−D−グルコネートになる酸化される。   The fuel decomposition method is not limited to the above example. For example, glucose can be degraded to 2-keto-6-phospho-D-gluconate via a two-step oxidation process by using gluconokinase and phosphogluconate dehydrase (PhGDH) in addition to GDH. it can. That is, D-gluconate is phosphorylated by hydrolyzing adenosine triphosphate (ATP) to adenosine diphosphate (ADP) and phosphate in the presence of gluconokinase, and 6-phospho-D-gluconate. This 6-phospho-D-gluconate is oxidized to 2-keto-6-phospho-D-gluconate by the action of PhGDH.

また、エタノール及びグルコースは、メタノールと同様に最終的にCOまで分解することも可能である。この場合、エタノールについては、酸化生成物であるアセトアルデヒドをアセトアルデヒドデヒドロゲナーゼ(AalDH)によりアセチルCoAとした後、TCA回路に渡す必要がある。グルコースについては、糖代謝を利用する必要がある。この糖代謝を利用した複合酵素反応は、大きく分けて解糖系によるグルコースの分解及びピルビン酸の生成と、アセチルCoA化と、TCA回路とからなるが、これらは広く知られた反応系である。 Further, ethanol and glucose can be finally decomposed to CO 2 similarly to methanol. In this case, for ethanol, it is necessary to convert acetaldehyde, which is an oxidation product, to acetyl CoA by acetaldehyde dehydrogenase (AalDH) and then pass it to the TCA circuit. For glucose, it is necessary to utilize sugar metabolism. This complex enzyme reaction utilizing sugar metabolism is roughly divided into glycolysis and generation of pyruvic acid, acetyl-CoA conversion, and TCA cycle by glycolysis. These are widely known reaction systems. .

また、酵素電池の燃料としては、メタノール、エタノール、グルコースの他に、アルコール類、糖類、脂肪類、タンパク質、糖代謝の中間生成物等の有機酸(グルコース−6−リン酸、フルクトース−6−リン酸、フルクトース−1,6−ビスリン酸、トリオースリン酸イソメラーゼ、1,3−ビスホスホグリセリン酸、3−ホスホグリセリン酸、2−ホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸、ピルビン酸、アセチル−CoA、クエン酸、cis−アコニット酸、イソクエン酸、オキサロコハク酸、2−オキソグルタル酸、スクシニル−CoA、コハク酸、フマル酸、L−リンゴ酸、オキサロ酢酸等)、これらの混合物等を用いることができる。これらの燃料についても、酵素を用いて分解することにより、電気エネルギーを取り出すことができる。   In addition to methanol, ethanol, and glucose, the fuel for enzyme batteries includes alcohols, sugars, fats, proteins, organic acids such as intermediate products of glucose metabolism (glucose-6-phosphate, fructose-6- Phosphate, fructose-1,6-bisphosphate, triosephosphate isomerase, 1,3-bisphosphoglycerate, 3-phosphoglycerate, 2-phosphoglycerate, phosphoenolpyruvate, pyruvate, acetyl-CoA, citrate Acid, cis-aconitic acid, isocitric acid, oxalosuccinic acid, 2-oxoglutaric acid, succinyl-CoA, succinic acid, fumaric acid, L-malic acid, oxaloacetic acid, etc.), mixtures thereof, and the like can be used. Also for these fuels, electric energy can be taken out by decomposing them using enzymes.

この場合、用いる酵素は、燃料に応じて最適な酵素を選択して使用することが好ましい。例えば燃料極に用いる酵素としては、グルコースデヒドロゲナーゼ、電子伝達系の一連の酵素、ATP合成酵素、糖代謝に関与する酵素(例えばヘキソキナーゼ、グルコースリン酸イソメラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、フルクトース二リン酸アルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、グリセルアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼ、ホスホグリセロムターゼ、ホスホピルビン酸ヒドラターゼ、ピルビン酸キナーゼ、L−乳酸デヒドロゲナーゼ、D−乳酸デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、クエン酸シンターゼ、アコニターゼ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ、2−オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼ、スクシニル−CoAシンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ、フマラーゼ、マロン酸デヒドロゲナーゼ等)等の公知の酵素を挙げることができる。   In this case, it is preferable to select and use the optimal enzyme according to a fuel. For example, enzymes used in the fuel electrode include glucose dehydrogenase, a series of enzymes in the electron transport system, ATP synthase, enzymes involved in sugar metabolism (for example, hexokinase, glucose phosphate isomerase, phosphofructokinase, fructose diphosphate aldolase, Triose phosphate isomerase, glyceraldehyde phosphate dehydrogenase, phosphoglyceromutase, phosphopyruvate hydratase, pyruvate kinase, L-lactate dehydrogenase, D-lactate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, citrate synthase, aconitase, isocitrate dehydrogenase, 2- Oxoglutarate dehydrogenase, succinyl-CoA synthetase, succinate dehydrogenase, fumarase, malonate dehydrogenase, etc.) Mention may be made of the enzyme.

上述したように、上記酵素電池は、酵素の働きによりアルコール類や糖類等の燃料を段階的に分解して電子を効率よく取り出すことができるため、安全な燃料を用いて改質器や加熱器等を必要とすることなく室温で発電を行うことができ、コンパクトで取り扱いの容易な電源として電子機器に搭載することができる。このような酵素電池搭載の電子機器としては、例えば携帯電話、電子手帳、ノートパソコン、モバイル、PDA等の携帯機器や、ペット型を含めたロボットや、ペースペーカー等の生体埋め込み式チップ等が挙げられる。   As described above, the enzyme battery can efficiently decompose the fuel such as alcohols and saccharides by the action of the enzyme and efficiently extract the electrons. Therefore, it is possible to generate power at room temperature without the need for such a device, and it can be mounted on an electronic device as a compact and easy-to-handle power source. Examples of such electronic devices equipped with enzyme batteries include portable devices such as mobile phones, electronic notebooks, notebook computers, mobiles, and PDAs, robots including pet molds, and biologically embedded chips such as pacemakers. .

酵素電池の燃料は、生体埋め込み式チップの場合は体内物質を利用することができるが、他の電子機器では酵素電池に外部から燃料を供給する必要があり、酵素電池に例えば燃料供給カートリッジが接続される。このような燃料供給カートリッジは、生化学的触媒に分解されない材料を用いて作製され、例えば円筒形、角筒形のような形状に形成される。生化学的触媒に分解されない材料としては、例えば、硬質樹脂、金属、ガラス等が挙げられる。具体的にはポリエチレンのようなポリマーを用いることができる。   In the case of a biologically implantable chip, the internal battery can be used as the fuel for the enzyme battery. However, in other electronic devices, it is necessary to supply fuel from the outside to the enzyme battery. For example, a fuel supply cartridge is connected to the enzyme battery. Is done. Such a fuel supply cartridge is manufactured using a material that is not decomposed into a biochemical catalyst, and is formed in a shape such as a cylindrical shape or a rectangular tube shape, for example. Examples of the material that is not decomposed into the biochemical catalyst include hard resin, metal, and glass. Specifically, a polymer such as polyethylene can be used.

燃料供給カートリッジは、メタノール、エタノール、グルコース水溶液に代表される液体を燃料として用いることから、液状の燃料を酵素電池の燃料極1に安定に供給できるような構造を有することが好ましい。図2は、燃料供給カートリッジ11の一例を示すもので、燃料で満たされた燃料室13の供給口15に対向する可動壁17をばね19で押えつける構造となっている。   Since the fuel supply cartridge uses a liquid typified by methanol, ethanol, and an aqueous glucose solution as the fuel, it is preferable that the fuel supply cartridge has a structure that can stably supply the liquid fuel to the fuel electrode 1 of the enzyme cell. FIG. 2 shows an example of the fuel supply cartridge 11, which has a structure in which a movable wall 17 facing the supply port 15 of the fuel chamber 13 filled with fuel is pressed by a spring 19.

また、ロボットに関しては、酵素電池の燃料は、食品を食するように口から取り込む形態をとることもできる。   As for the robot, the fuel of the enzyme battery can be taken from the mouth so as to eat food.

これらの電子機器において、上記酵素電池は、一般的な燃料電池と同様に急激な負荷変動に追随できない可能性が高いので、その際にバックアップできるように、酵素電池に対してリチウムイオン電池のような蓄電池を組み合わせた電源システムを用いることが好ましい。すなわち、この電源システムでは、定常電流消費の際は酵素電池の出力でまかなわれ、突発的な大電流消費の際は酵素電池の出力電流が消費電流に到達するまで蓄電器の放電が行われ、その後酵素電池の出力電流の一部を用いて蓄電池の充電が行われる。このような電源システムを用いることにより、電子機器における酵素電池の急激な電流変動を抑制して酵素電池を安定して稼動させることができるとともに、突発的な大電流消費にもすばやく対応できる電源を確保することができる。   In these electronic devices, the enzyme battery is unlikely to be able to follow a rapid load fluctuation like a general fuel cell. It is preferable to use a power supply system that combines various storage batteries. That is, in this power supply system, the steady state current consumption is covered by the output of the enzyme battery, and in the case of a sudden large current consumption, the battery is discharged until the output current of the enzyme battery reaches the consumed current, and then The storage battery is charged using a part of the output current of the enzyme battery. By using such a power supply system, it is possible to operate the enzyme battery stably by suppressing rapid current fluctuations in the enzyme battery in electronic equipment, and to quickly respond to sudden large current consumption. Can be secured.

以下、グルコースを燃料とする酵素電池の実施例を挙げて本発明をさらに説明する。
4cmのカーボンペーパー上に、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH:天野エンザイム)リン酸緩衝溶液(47μM)を70μl、ジアホラーゼ(DI:天野エンザイム)リン酸緩衝溶液(47μM)を70μl、NADリン酸緩衝溶液(200mM)を30μl、ACNQエタノール溶液(10mM)を95μl、グルタルアルデヒド水溶液(0.125%)を100μl、ポリ−L−リシン水溶液(1%)を100μlを混合した溶液を塗布し、室温にて風乾の後、蒸留水で水洗し、GDH−DI/ACNQ固定化電極とした。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples of enzyme cells using glucose as a fuel.
On 4 cm 2 of carbon paper, 70 μl of glucose dehydrogenase (GDH: Amano Enzyme) phosphate buffer solution (47 μM), 70 μl of diaphorase (DI: Amano Enzyme) phosphate buffer solution (47 μM), NAD + phosphate buffer solution ( (200 mM) 30 μl, ACNQ ethanol solution (10 mM) 95 μl, glutaraldehyde aqueous solution (0.125%) 100 μl, poly-L-lysine aqueous solution (1%) 100 μl mixed solution, and air-dried at room temperature Thereafter, it was washed with distilled water to obtain a GDH-DI / ACNQ fixed electrode.

このGDH−DI/ACNQ固定化電極を燃料極として、図1に示すような酵素電池を構成し、燃料極側に400mMのグルコース水溶液を導入した結果、25℃で10mW/cmの出力を確認し、30分後も出力の低下は見られなかった。 Using this GDH-DI / ACNQ fixed electrode as a fuel electrode, an enzyme battery as shown in FIG. 1 was constructed, and as a result of introducing a 400 mM glucose aqueous solution into the fuel electrode side, an output of 10 mW / cm 2 was confirmed at 25 ° C. However, no decrease in output was observed after 30 minutes.

この酵素電池を、例えば携帯電話に搭載する場合、3cm縦×3cm横×4mm厚のセルを5枚スタックさせることにより、必要な電池出力が得られ、電池サイズは3cm×3cm×2cmとすることができる。   When this enzyme battery is installed in, for example, a mobile phone, the required battery output can be obtained by stacking five 3 cm long x 3 cm wide x 4 mm thick cells, and the battery size should be 3 cm x 3 cm x 2 cm. Can do.

本発明にかかる酵素電池の一実施の形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the enzyme battery concerning this invention. 燃料供給カートリッジの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a fuel supply cartridge.

符号の説明Explanation of symbols

1‥‥燃料極、3‥‥空気極、5‥‥電解質層、7‥‥燃料、9‥‥プロトン、11‥‥燃料供給カートリッジ、15‥‥供給口、19‥‥ばね

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel electrode, 3 ... Air electrode, 5 ... Electrolyte layer, 7 ... Fuel, 9 ... Proton, 11 ... Fuel supply cartridge, 15 ... Supply port, 19 ... Spring

Claims (9)

アルコール類、糖類、脂肪類、タンパク質及び有機酸類から選ばれる少なくとも1種を燃料とし、触媒に酵素を用いた燃料電池を搭載したことを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising a fuel cell using at least one selected from alcohols, sugars, fats, proteins and organic acids as fuel and using an enzyme as a catalyst. 前記燃料電池の燃料が、メタノール、エタノール及びグルコースから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の電子機器。   The electronic device according to claim 1, wherein the fuel of the fuel cell is at least one selected from methanol, ethanol, and glucose. 前記燃料電池の酵素が、燃料を分解し、燃料の酸化体を生成する酸化酵素を含むことを特徴とする請求項1記載の電子機器。   The electronic device according to claim 1, wherein the enzyme of the fuel cell includes an oxidase that decomposes the fuel and generates an oxidant of the fuel. 前記燃料電池の酵素が、燃料の酸化反応により還元体となった補酵素を酸化体に戻すとともに電子を生成する補酵素酸化酵素を含むことを特徴とする請求項3記載の電子機器。   4. The electronic device according to claim 3, wherein the enzyme of the fuel cell includes a coenzyme oxidase that returns the coenzyme that has been reduced by the oxidation reaction of the fuel to the oxidant and generates electrons. 前記燃料電池の作動温度が−20〜80℃であることを特徴とする請求項1記載の電子機器。   The electronic device according to claim 1, wherein an operating temperature of the fuel cell is −20 to 80 ° C. 前記燃料電池が、メタノールを燃料とし、酵素としてメタノールを段階的に分解するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)、ホルムアルデヒドデヒドロゲナーゼ(FalDH)及び蟻酸デヒドロゲナーゼ(FateDH)を用いることを特徴とする請求項1記載の電子機器。   2. The electronic device according to claim 1, wherein the fuel cell uses alcohol dehydrogenase (ADH), formaldehyde dehydrogenase (FalDH), and formate dehydrogenase (FateDH) that stepwise decompose methanol using methanol as a fuel. . 前記燃料電池が、エタノールを燃料とし、酵素としてエタノールを段階的に分解するアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)及びアルデヒドデヒドロゲナーゼ(AlDH)を用いることを特徴とする請求項1記載の電子機器。   2. The electronic device according to claim 1, wherein the fuel cell uses alcohol dehydrogenase (ADH) and aldehyde dehydrogenase (AlDH) that decompose ethanol in stages using ethanol as a fuel. 前記燃料電池が、グルコースを燃料とし、酵素としてグルコースを分解するグルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)を用いることを特徴とする請求項1記載の電子機器。   The electronic device according to claim 1, wherein the fuel cell uses glucose dehydrogenase (GDH) that uses glucose as a fuel and decomposes glucose as an enzyme. 前記燃料電池にバックアップ用の蓄電池を組み合わせた電源システムを有することを特徴とする請求項1記載の電子機器。

2. The electronic apparatus according to claim 1, further comprising a power supply system in which a backup storage battery is combined with the fuel cell.

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