JP2011210477A

JP2011210477A - Biofuel cell and electronic equipment

Info

Publication number: JP2011210477A
Application number: JP2010075881A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Mita; 洋樹三田; Takaaki Nakagawa; 貴晶中川; Yuichi Tokita; 裕一戸木田; Hideki Sakai; 秀樹酒井; Ryuhei Matsumoto; 隆平松本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biofuel cell which can obtain high output by supplying liquid, such as water and commercially available beverages including glucose, ethanol or the like, which are easily procurable by users as a fuel solution.SOLUTION: In the biofuel cell, an electrode 1 becoming a reaction field of oxidation-reduction reaction of fuel using an oxidation-reduction enzyme as a catalyst, and an introduction port through which the liquid 3 supplied to the electrode 1 is introduced from the outside are arranged and installed, and at any point of a liquid flow site from the introduction port to the electrode 1, a material 2 causing the reaction is housed in a solid state.

Description

本発明は、バイオ燃料電池及び電子機器に関する。より詳しくは、電極での酸化還元反応に関与する物質を予め固体状態で収容したバイオ燃料電池等に関する。 The present invention relates to a biofuel cell and an electronic device. More specifically, the present invention relates to a biofuel cell or the like in which a substance involved in an oxidation-reduction reaction at an electrode is previously stored in a solid state.

近年、アノード又はカソードの少なくとも一方の電極上に触媒として酸化還元酵素を固定したバイオ燃料電池が開発されてきている。バイオ燃料電池では、グルコースやエタノールなどの通常の工業触媒では反応が困難な燃料から効率良く電子を取り出して高い容量を得ることができる。このため、バイオ燃料電池では、燃料溶液としてグルコースやエタノール等を含む飲料などの液体を用いることも可能となる。例えば、特許文献１には、飲料を燃料とする燃料電池部を備えた電力供給装置が開示されている。 In recent years, biofuel cells in which an oxidoreductase is immobilized as a catalyst on at least one of an anode and a cathode have been developed. In a biofuel cell, a high capacity can be obtained by efficiently extracting electrons from a fuel that is difficult to react with normal industrial catalysts such as glucose and ethanol. For this reason, in the biofuel cell, it is also possible to use a liquid such as a beverage containing glucose, ethanol or the like as the fuel solution. For example, Patent Literature 1 discloses a power supply device including a fuel cell unit that uses beverage as fuel.

特開２００９−０４８８５８号公報JP 2009-048858 A

バイオ燃料電池の燃料溶液として、グルコースやエタノール等を含む市販の飲料などの液体を用いることができれば、燃料電池の課題である燃料調達の問題を解決できると期待される。しかし、十分な電池性能を得るためには、バイオ燃料電池の燃料溶液は、燃料となり得る物質を含むだけでは不十分な場合がある。すなわち、バイオ燃料電池の燃料溶液には、電極上での酸化還元反応を促進する、あるいは少なくとも阻害しないような組成やｐＨ値を備えることが必要である。しかしながら、このような条件を満足する液体をユーザが自身で調達することは容易ではない。 If a liquid such as a commercially available beverage containing glucose or ethanol can be used as a fuel solution for a biofuel cell, it is expected that the problem of fuel procurement, which is a problem of the fuel cell, can be solved. However, in order to obtain sufficient battery performance, it may be insufficient for the fuel solution of the biofuel cell to include a substance that can serve as a fuel. That is, it is necessary for the fuel solution of the biofuel cell to have a composition or pH value that promotes or at least does not inhibit the oxidation-reduction reaction on the electrode. However, it is not easy for a user to procure a liquid that satisfies such conditions.

そこで、本発明は、ユーザが容易に調達可能な水や、グルコースやエタノール等を含む市販の飲料などの液体を燃料溶液として供給することで、高い出力が得られるバイオ燃料電池を提供することを主な目的とする。 Therefore, the present invention provides a biofuel cell that can provide a high output by supplying liquid such as water that can be easily procured by a user or a commercially available beverage containing glucose, ethanol, or the like as a fuel solution. Main purpose.

上記課題解決のため、本発明は、酸化還元酵素を触媒とした燃料の酸化還元反応の反応場となる電極と、電極に供給される液体が外部から導入される導入口と、が配設され、導入口から電極までの液体通流部位のいずれかの箇所に、前記反応に関与する物質の少なくも一部が固体状態で収容されたバイオ燃料電池を提供する。
このバイオ燃料電池では、導入口から液体を導入し、予め固体状態で収容された前記物質を溶解させることによって発電を開始させることができる。
このバイオ燃料電池において、個体状態で収容される前記物質は、燃料溶液溶質、前記酸化還元酵素、補酵素及び電子伝達メディエーターから選択される１以上とでき、燃料溶液溶質は、燃料及び／又は緩衝物質とできる。
このバイオ燃料電池では、前記液体通流部位のいずれかの箇所に、通流する前記液体に対して個体状態で収容される物質を接触可能に保持する収容部を設け、該収容部を個体状態で収容される物質を外部から補給可能に構成することが好適となる。さらに、前記収容部は、前記導入口に交換可能に取り付けられ、個体状態で収容される物質を内部に充填したカートリッジとして構成することが好適となる。
また、本発明は、酸化還元酵素を触媒とした燃料の酸化還元反応の反応場となる電極を備えたバイオ燃料電池が搭載され、電極に供給される液体が外部から導入される導入口が配設され、導入口から電極までの液体通流部位のいずれかの箇所に、前記反応に関与する物質の少なくも一部が固体状態で収容された電子機器をも提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is provided with an electrode serving as a reaction field for a redox reaction of a fuel using an oxidoreductase as a catalyst, and an introduction port through which liquid supplied to the electrode is introduced from the outside. Provided is a biofuel cell in which at least a part of the substance involved in the reaction is accommodated in a solid state at any part of a liquid flow part from an inlet to an electrode.
In this biofuel cell, power generation can be started by introducing a liquid from an inlet and dissolving the substance previously stored in a solid state.
In this biofuel cell, the substance contained in the solid state may be one or more selected from a fuel solution solute, the oxidoreductase, a coenzyme, and an electron transfer mediator, and the fuel solution solute is a fuel and / or a buffer. Can be a substance.
In this biofuel cell, in any part of the liquid flow part, a storage part that holds a substance stored in a solid state with respect to the flowing liquid is provided, and the storage part is in a solid state. It is preferable that the substance accommodated in the above can be replenished from the outside. Furthermore, it is preferable that the storage unit is configured to be replaceable at the introduction port and configured as a cartridge filled with a substance stored in a solid state.
In addition, the present invention is equipped with a biofuel cell equipped with an electrode that serves as a reaction field for a redox reaction of fuel using an oxidoreductase as a catalyst, and an introduction port through which liquid supplied to the electrode is introduced from the outside is arranged. There is also provided an electronic device in which at least a part of the substance involved in the reaction is accommodated in a solid state at any part of the liquid flow part from the inlet to the electrode.

本発明において、「燃料の酸化還元反応に関与する物質」には、少なくとも燃料と、燃料の電極上での酸化還元反応を触媒する酸化還元酵素とその補酵素、及び電子伝達メディエーター、並びに緩衝物質が含まれる。緩衝物質には、酸化還元反応の反応溶液として溶解されてｐＨ緩衝作用を発揮する電解質が広く包含される。さらに、「燃料の酸化還元反応に関与する物質」には、燃料の分解酵素や界面活性剤、忌避剤、防腐剤などが含まれ得る。 In the present invention, the “substance involved in the oxidation-reduction reaction of the fuel” includes at least fuel, an oxidation-reduction enzyme that catalyzes the oxidation-reduction reaction on the fuel electrode, its coenzyme, an electron transfer mediator, and a buffer substance. Is included. Buffer substances widely include electrolytes that are dissolved as a reaction solution for redox reaction and exhibit a pH buffering action. Furthermore, “substances involved in the fuel redox reaction” may include fuel decomposing enzymes, surfactants, repellents, preservatives, and the like.

本発明により、ユーザが容易に調達可能な水や、グルコースやエタノール等を含む市販の飲料などの液体を燃料溶液として供給することで、高い出力が得られるバイオ燃料電池が提供される。 The present invention provides a biofuel cell that can provide a high output by supplying liquid such as water that can be easily procured by a user or a commercially available beverage containing glucose, ethanol, or the like as a fuel solution.

本発明の第一実施形態に係るバイオ燃料電池の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the biofuel cell which concerns on 1st embodiment of this invention. 第一実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the modification of the biofuel cell which concerns on 1st embodiment. 本発明の第二実施形態に係るバイオ燃料電池の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the biofuel cell which concerns on 2nd embodiment of this invention. 第二実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the modification of the biofuel cell which concerns on 2nd embodiment.

以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。

１．バイオ燃料電池
（１）電池構成
（２）固形成分
２．本発明に係るバイオ燃料電池の第一実施形態
３．第一実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例
４．本発明に係るバイオ燃料電池の第二実施形態
５．第二実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例
６．電子機器
Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described. In addition, embodiment described below shows an example of typical embodiment of this invention, and, thereby, the range of this invention is not interpreted narrowly. The description will be given in the following order.

1. Biofuel cell (1) Battery configuration (2) Solid component 2. 1. First embodiment of biofuel cell according to the present invention 3. Modification of biofuel cell according to first embodiment 4. Second embodiment of biofuel cell according to the present invention 5. Modification of biofuel cell according to second embodiment Electronics

１．バイオ燃料電池
（１）電池構成
本発明に係るバイオ燃料電池は、酸化還元酵素を触媒とした燃料の酸化還元反応の反応場となる電極と、電極に供給される液体が外部から導入される導入口と、を有する。 1. Biofuel cell (1) Battery configuration The biofuel cell according to the present invention is an electrode that serves as a reaction field for the oxidation-reduction reaction of a fuel using an oxidoreductase as a catalyst, and an introduction in which liquid supplied to the electrode is introduced from the outside. And a mouth.

［電極］
電極は、燃料の酸化反応により電子を取り出す燃料極（負極）と、外部から供給される酸素の還元反応を行なう空気極（正極）とからなる。負極（アノード）及び正極（カソード）の材料は、外部と電気的に接続可能な素材であれば特に限定されず、例えば、Pt、Ag、Au、Ru、Rh、Os、Nb、Mo、In、Ir、Zn、Mn、Fe、Co、Ti、V、Cr、Pd、Re、Ta、W、Zr、Ge、Hfなどの金属、アルメル、真ちゅう、ジュラルミン、青銅、ニッケリン、白金ロジウム、ハイパーコ、パーマロイ、パーメンダー、洋銀、リン青銅などの合金類、ポリアセチレン類などの導電性高分子、グラファイト、カーボンブラックなどの炭素材、HfB₂、NbB、CrB₂、B₄Cなどのホウ化物、TiN、ZrNなどの窒化物、VSi₂、NbSi₂、MoSi₂、TaSi₂などのケイ化物、及びこれらの合材等を用いることができる。 [electrode]
The electrode includes a fuel electrode (negative electrode) that extracts electrons by an oxidation reaction of fuel, and an air electrode (positive electrode) that performs a reduction reaction of oxygen supplied from the outside. The material of the negative electrode (anode) and the positive electrode (cathode) is not particularly limited as long as it is a material that can be electrically connected to the outside. For example, Pt, Ag, Au, Ru, Rh, Os, Nb, Mo, In, Ir, Zn, Mn, Fe, Co, Ti, V, Cr, Pd, Re, Ta, W, Zr, Ge, Hf and other metals, alumel, brass, duralumin, bronze, nickel, platinum rhodium, hyperco, permalloy, permendur, German silver, an alloy such as phosphor bronze, conductive polymers such as polyacetylenes, graphite, carbon materials such as carbon black, HfB _2, NbB, borides such as _{_{CrB 2, B 4 C, TiN}} , such as ZrN _{_{nitrides, VSi 2, NbSi 2, MoSi}} 2, silicides such as TaSi _2, and these can be used mixed material, or the like.

［集電体］
アノード及びカソードには、電極と同様の材料で形成され、アノードで放出された電子を外部回路を介してカソードに送り込むためのアノード集電体及びカソード集電体が接続される。 [Current collector]
The anode and the cathode are formed of the same material as the electrode, and are connected to an anode current collector and a cathode current collector for sending electrons emitted from the anode to the cathode via an external circuit.

［導入口］
導入口には、バイオ燃料電池のユーザによって燃料溶液として選択された液体が注入される。導入口に注入された液体は、電極に供給され、電極上での燃料の酸化還元反応のための反応溶液とされる。 [Introduction port]
A liquid selected as a fuel solution by a user of the biofuel cell is injected into the introduction port. The liquid injected into the introduction port is supplied to the electrode and used as a reaction solution for the oxidation-reduction reaction of fuel on the electrode.

［燃料溶液］
燃料溶液とされる液体は、ユーザによって任意に選択され得るものであるが、好適には、バイオ燃料電池の燃料として使用可能な物質であって、電極上での酸化還元反応の基質となり得る物質を一以上含む液体であることが好ましい。燃料としては、例えば、糖、アルコール、アルデヒド、脂質又はタンパク質などが挙げられる。具体的には、グルコース、フルクトース、ソルボース等の糖類、メタノール、エタノール、プロパノール、グリセリン、ポリビニルアルコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、酢酸、蟻酸、ピルビン酸等の有機酸などが挙げられる。この他にも、脂肪類やタンパク質、これらの糖代謝の中間生成物である有機酸などが挙げられる。 [Fuel solution]
The liquid used as the fuel solution can be arbitrarily selected by the user, but is preferably a substance that can be used as a fuel for a biofuel cell and can be a substrate for an oxidation-reduction reaction on an electrode. It is preferable that it is a liquid containing 1 or more. Examples of the fuel include sugar, alcohol, aldehyde, lipid or protein. Specific examples include sugars such as glucose, fructose, and sorbose, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, glycerin, and polyvinyl alcohol, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and organic acids such as acetic acid, formic acid, and pyruvic acid. It is done. In addition, fats and proteins, organic acids that are intermediate products of these sugar metabolisms, and the like can be mentioned.

（２）固形成分
本発明に係るバイオ燃料電池は、導入口から電極までの液体通流部位のいずれかの箇所に、燃料の酸化還元反応に関与する物質の少なくも一部が固体状態で収容されていることを特徴とする。以下、この固体状態で収容される物質を、「固形成分」と称するものとする。 (2) Solid component In the biofuel cell according to the present invention, at least a part of a substance involved in the oxidation-reduction reaction of the fuel is accommodated in a solid state in any part of the liquid flow part from the inlet to the electrode. It is characterized by being. Hereinafter, the substance accommodated in the solid state is referred to as “solid component”.

固形成分は、上記の燃料のうち固形化し得る物質のほか、酸化還元反応酵素、補酵素、電子伝達メディエーター、プロトン伝導体として機能する緩衝物質を少なくとも含む。さらに、固形成分には、燃料の分解酵素や界面活性剤、忌避剤、防腐剤などが含まれる。 The solid component includes at least a buffer substance that functions as a redox reaction enzyme, a coenzyme, an electron transfer mediator, and a proton conductor, in addition to a substance that can be solidified in the fuel. Further, the solid components include fuel decomposing enzymes, surfactants, repellents, preservatives and the like.

［燃料］
固形化し得る燃料としては、糖、アルコール、アルデヒド、脂質又はタンパク質などが挙げられる。具体的には、グルコース、フルクトース、ソルボース等の糖類、メタノール、エタノール、プロパノール、グリセリン、ポリビニルアルコール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、酢酸、蟻酸、ピルビン酸等の有機酸などが挙げられる。この他にも、脂肪類やタンパク質、これらの糖代謝の中間生成物である有機酸などが挙げられる。これらのうち、アルコールや有機酸などの常温常圧下で液状である燃料は、ゲル化して固形状とすればよい。 [fuel]
Examples of the fuel that can be solidified include sugar, alcohol, aldehyde, lipid, and protein. Specific examples include sugars such as glucose, fructose, and sorbose, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, glycerin, and polyvinyl alcohol, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and organic acids such as acetic acid, formic acid, and pyruvic acid. It is done. In addition, fats and proteins, organic acids that are intermediate products of these sugar metabolisms, and the like can be mentioned. Of these, fuels that are liquid at normal temperature and pressure, such as alcohols and organic acids, may be gelled to form a solid.

［酸化還元酵素］
本発明に係るバイオ燃料電池において、酸化還元酵素は、通常のバイオ燃料電池と同様に電極上に固定することもできるが、固形成分として導入口から電極までの液体通流部位のいずれかの箇所に収容されていてもよい。この点、次に説明する補酵素及び電子伝達メディエーターについても同様である。 [Redox enzyme]
In the biofuel cell according to the present invention, the oxidoreductase can be immobilized on the electrode in the same manner as in a normal biofuel cell, but as a solid component, any part of the liquid flow site from the inlet to the electrode It may be accommodated in. The same applies to the coenzyme and electron transfer mediator described below.

アノード上の酸化酵素は、上述の物質の酸化反応を触媒し、電子を取り出すための酵素とされる。
このような酵素として、グルコースデヒドロゲナーゼ、グルコネート５デヒドロゲナーゼ、グルコネート２デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、アルデヒドレダクターゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒドロゲナーゼ、ヒドロキシパルベートレダクターゼ、グリセレートデヒドロゲナーゼ、フォルメートデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、ガラクトースデヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、グリセルアルデヒドー3リン酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、スクロースデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、ソルボースデヒドロゲナーゼ、ピルベートデヒドロゲナーゼ、イソシレートデヒドロゲナーゼ、２−オキソグルタレートデヒドロゲナーゼ、スクシネートデヒドロゲナーゼ、マレートデヒドロゲナーゼ、アシルーCoAデヒドロゲナーゼ、L-3-ヒドロキシアシルーCoAデヒドロゲナーゼ、３−ヒドロキシプロピオネートデヒドロゲナーゼ、３−ヒドロキシブチレートデヒドロゲナーゼ等が挙げられる。
また、カソード上の酵素は、外部から供給される酸素の還元反応を触媒する酵素とされる。
このような酵素として、酸素を反応基質とするオキシダーゼ活性を有する酵素であって、例えば、ラッカーゼやビリルビンオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、CueO、CotA等が挙げられる。 The oxidase on the anode is an enzyme that catalyzes the oxidation reaction of the above-described substance and extracts electrons.
Examples of such enzymes include glucose dehydrogenase, gluconate 5 dehydrogenase, gluconate 2 dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, aldehyde reductase, aldehyde dehydrogenase, lactate dehydrogenase, hydroxy parvate reductase, glycerate dehydrogenase, formate dehydrogenase, fructose dehydrogenase, galactose dehydrogenase, malic acid Dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, sucrose dehydrogenase, fructose dehydrogenase, sorbose dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, isosylate dehydrogenase, 2-oxoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase Examples include hydrogenase, malate dehydrogenase, acyl-CoA dehydrogenase, L-3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, 3-hydroxypropionate dehydrogenase, and 3-hydroxybutyrate dehydrogenase.
The enzyme on the cathode is an enzyme that catalyzes the reduction reaction of oxygen supplied from the outside.
Examples of such enzymes include enzymes having oxidase activity using oxygen as a reaction substrate, and examples thereof include laccase, bilirubin oxidase, ascorbate oxidase, CueO, and CotA.

［補酵素］
アノードの酸化型補酵素としては、例えば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（nicotinamideadenine dinucleotide、以下「NAD＋」と表記する）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（nicotinamideadenine dinucleotide phosphate、以下「NADP＋」と表記する）フラビンアデニンジヌクレオチド（flavin adenine dinucleotide、以下「FAD＋」と表記する。）、ピロロキノリンキノン（pyrrollo-quinolinequinone、以下「PQQ2＋」と表記する）などが挙げられる。補酵素酸化酵素としては、例えば、ジアホラーゼが挙げられる。 [Coenzyme]
Examples of the oxidative coenzyme for the anode include nicotinamide adenine dinucleotide (hereinafter referred to as “NAD +”), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (hereinafter referred to as “NADP +”) flavin And adenine dinucleotide (flavin adenine dinucleotide, hereinafter referred to as “FAD +”) and pyrrolo-quinolinequinone (hereinafter referred to as “PQQ2 +”). Examples of the coenzyme oxidase include diaphorase.

［電子伝達メディエーター］
アノード用の電子伝達メディエーターは、様々な材料を用いることができるが、キノン骨格を有する化合物あるいはフェロセン骨格を有する化合物を使用することが好ましく、キノン骨格を有する化合物としては特に、ナフトキノン骨格あるいはアントラキノン骨格を有する化合物が好適である。さらに、必要に応じて、キノン骨格を有する化合物やフェロセン骨格を有する化合物と共に、電子伝達メディエーターとして作用する１種又は２種以上の他の化合物を併用して固定化してもよい。 [Electron transfer mediator]
Although various materials can be used for the electron transfer mediator for the anode, it is preferable to use a compound having a quinone skeleton or a compound having a ferrocene skeleton. A compound having is preferred. Furthermore, if necessary, together with a compound having a quinone skeleton or a compound having a ferrocene skeleton, one or more other compounds acting as an electron transfer mediator may be used in combination.

具体例を挙げると、ナフトキノン骨格を有する化合物としては、例えば、２−アミノ−１，４−ナフトキノン（ＡＮＱ）、２−アミノ−３−メチル−１，４−ナフトキノン（ＡＭＮＱ）、２−アミノ−３−カルボキシ−１，４−ナフトキノン（ＡＣＮＱ）、２，３−ジアミノ−１，４−ナフトキノン、４−アミノ−１，２−ナフトキノン、２−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、２−メチル−３−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、ビタミンＫ_１（2-methyl-3-phyty1,4-naphthoquinone）、ビタミンＫ_２（2-farnesyl-3-methyl-1,4-naphtoquinone）、ビタミンＫ_３（2-methy 1,4-naphthoquinone）、などを用いることができる。また、キノン骨格を有する化合物としては、例えば、anthraquinone-1-sulfonate、anthraquinone-2-sulfonateなどのようなアントラキノン骨格を有する化合物やその誘導体を用いることもできる。またフェロセン骨格を有する化合物としては、例えば、ビニルフェロセン、ジメチルアミノメチルフェロセン、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン、ジメチルフェロセン、フェロセンモノカルボン酸などを用いることができる。さらに、その他の化合物としては、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）などの金属錯体、ベンジルビオローゲンなど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などを用いることができる。より具体的な一例を挙げると、例えば、cis-[Ru(NH₃)₄C_l2]^1+/0、trans-[Ru(NH₃)₄C_l2]^1+/0、[Co(dien)₂]^3+/2+、[Mn(CN)₆]^3-4-、[Mn(CN)₆]^4-/5-、[Mo₂O₃S(edta)]^2-/3-、[Mo₂O₂S₂(edta)]^2-/3-、[Mo₂O₄(edta)]^2-/3-、[Cr(edta)(H₂O)]^1-/2-、 [Cr(CN)₆]3-/4-、methylene blue、pycocyanine、indigo-tetrasulfonate、luciferin、gallocyanine、pyocyanine、methyl apri blue、resorufin、indigo-trisulfonate、6,8,9-trimethyl-isoalloxazine、chloraphine、indigo disulfonate、nile blue、indigocarmine、9-phenyl-isoalloxazine、thioglycolic acid、2-amino-N-methyl phenazinemethosulfate、azure A、indigo-monosulfonate、anthraquinone-1,5-disulfonate、alloxazine、brilliant alizarin blue、crystal violet、patent blue、9-methyl-isoalloxazine、cibachron blue、phenol red、anthraquinone-2,6-disulfonate、neutral blue、bromphenol blue、anthraquinone-2,7-disulfonate、quinoline yellow、riboflavin、Flavin mononucleotide（FMN）、flavin adenine dinucleotide（FAD）、phenosafranin、lipoamide、safranine T、lipoic acid、indulin scarlet、4-aminoacridine、acridine、nicotinamideadenine dinucleotide（NAD）、nicotinamide adenine dinucleotidephosphate（NADP）、neutral red、cysteine、benzyl viologen(2+/1+)、3-aminoacridine、1-aminoacridine、methyl viologen(2+/1+)、2-aminoacridine、2,8-diaminoacridine、5-aminoacridineなどを用いることができる。なお、化学式中、dienはdiethylenetriamineを、edtaはethylenediaminetetraacetate tetraanioneをそれぞれ示す。 Specific examples of the compound having a naphthoquinone skeleton include, for example, 2-amino-1,4-naphthoquinone (ANQ), 2-amino-3-methyl-1,4-naphthoquinone (AMNQ), 2-amino- 3-carboxy-1,4-naphthoquinone (ACNQ), 2,3-diamino-1,4-naphthoquinone, 4-amino-1,2-naphthoquinone, 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone, 2-methyl-3 - hydroxy-1,4-naphthoquinone, vitamin _{K 1 (2-methyl-3} -phyty1,4-naphthoquinone), vitamin _{K 2 (2-farnesyl-3} -methyl-1,4-naphtoquinone), vitamin _{K 3} (2 -methy 1,4-naphthoquinone), etc. can be used. Further, as the compound having a quinone skeleton, for example, a compound having an anthraquinone skeleton such as anthraquinone-1-sulfonate, anthraquinone-2-sulfonate, or a derivative thereof can be used. Examples of the compound having a ferrocene skeleton include vinyl ferrocene, dimethylaminomethyl ferrocene, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, dimethyl ferrocene, and ferrocene monocarboxylic acid. Furthermore, as other compounds, for example, ruthenium (Ru), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum (Mo), chromium (Cr), osmium (Os), iron (Fe), cobalt (Co), etc. Metal complexes, viologen compounds such as benzyl viologen, compounds having a nicotinamide structure, compounds having a riboflavin structure, compounds having a nucleotide-phosphate structure, and the like can be used. More specific examples include, for example, cis- [Ru (NH ₃ ) ₄ _{Cl 2} ] ^{1 + / 0} , trans- [Ru (NH ₃ ) ₄ _{Cl 2} ] ^{1 + / 0} , [Co (dien) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Mn (CN) ₆ ] ^3-4- , [Mn (CN) ₆ ] ^{4- / 5-} , [Mo ₂ O ₃ S (edta)] ^{2- / 3-} , [ Mo ₂ O ₂ S ₂ (edta)] ^{2- / 3-} , [Mo ₂ O ₄ (edta)] ^{2- / 3-} , [Cr (edta) (H ₂ O)] ^{1- / 2-} , [Cr (CN) ₆ ] 3- / 4-, methylene blue, pycocyanine, indigo-tetrasulfonate, luciferin, gallocyanine, pyocyanine, methyl apri blue, resorufin, indigo-trisulfonate, 6,8,9-trimethyl-isoalloxazine, chloraphine, indigo disulfonate , Nile blue, indigocarmine, 9-phenyl-isoalloxazine, thioglycolic acid, 2-amino-N-methyl phenazinemethosulfate, azure A, indigo-monosulfonate, anthraquinone-1,5-disulfonate, alloxazine, brilliant alizarin blue, crystal violet, patent blue , 9-methyl-isoalloxazine, cibachron blue, phenol red, anthraquinone-2,6-disulfonate, neutral blue, bromphenol blue, anthraquinone-2,7-disulfonate, quinoline yellow, riboflavin, Flavin mononucleotide (FMN), fl avin adenine dinucleotide (FAD), phenosafranin, lipoamide, safranine T, lipoic acid, indulin scarlet, 4-aminoacridine, acridine, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP), neutral red, cysteine, benzyl viologen (2 + / 1+), 3-aminoacridine, 1-aminoacridine, methyl viologen (2 + / 1 +), 2-aminoacridine, 2,8-diaminoacridine, 5-aminoacridine and the like can be used. In the chemical formula, dien represents diethylenetriamine and edta represents ethylenediaminetetraacetate tetraanione.

また、カソード用の電子伝達メディエーターは、アノードに用いる電子伝達メディエーターに比べて酸化還元電位が高ければよく、必要に応じて自由に選択することができる。 Moreover, the electron transfer mediator for cathode should just have a high oxidation-reduction potential compared with the electron transfer mediator used for an anode, and can be freely selected as needed.

具体例を挙げると、ＡＢＴＳ(2,2'-azinobis(3-ethylbenzoline-6-sulfonate))、K₃[Fe(CN)₆]、RuO₄ ^0/1-、[Os(trpy)₃]^3+/2+、[Rh(CN)₆]^3-/4-、[Os(trpy)(dpy)(py)]^3+/2+、IrCl₆ ^2-/3-、[Ru(CN)₆]^3-/4-、OsCl₆ ^2-/3-、[Os(py)₂(dpy)₂]^3+/2+、[Os(dpy)₃]^3+/2+、Cu^III/II(H₂A₃)^0/1-、[Os(dpy)(py)₄]^3+/2+、IrBr₆ ^2-/3-、[Os(trpy)(py)₃]^3+/2+、[Mo(CN)₈]^3-/4-、[Fe(dpy)]^3+/2+、[Mo(CN)₈]^3-/4-、Cu^III/II(H₂G₃a)^0/1-、[Os(4,4'-Me2-dpy)₃]^3+/2+、[Os(CN)₆]^3-/4-、RuO₄ ^1-/2-、[Co(ox)₃]^3-/4-、[Os(trpy)(dpy)Cl]^2+/1+、I₃-/I-、[W(CN)₈]^3-/4-、[Os(2-Me-Im)₂(dpy)₂]^3+/2+、ferrocene carboxylic acid、[Os(Im)₂(dpy)₂]^3+/2+、[Os(4-Me-Im)₂(dpy)₂]^3+/2+、OsBr₆ ^2-/3-、[Fe(CN)₆]^3-/4-、ferrocene ethanol、[Os(Im)₂(4,4'-Me₂-dpy)₂]^3+/2+、[Co(edta)]^1-/2-、[Co(pdta)]^1-/2-、[Co(cydta)]^1-/2-、[Co(phen)₃]^3+/2+、[OsCl(1-Me-Im)(dpy)₂]^3+/2+、[OsCl(Im)(dpy)₂]^3+/2+、[Co(5-Me-phen)₃]^3+/2+、[Co(trdta)]^1-/2-、[Ru(NH₃)₅(py)]^3+/2+、[Co(dpy)₃]^2+/3+、[Ru(NH₃)₅(4-thmpy)]^3+/2+、Fe^3+/2+, malonate、Fe^3+/2+, salycylate、[Ru(NH₃)₅(4-Me-py)]^3+/2+、[Co(trpy)₂]^3+/2+、[Co(4-Me-phen)₃]^3+/2+、[Co(5-NH₂-phen)₃]^3+/2+、[Co(4,7-(bhm)₂phen)^3+/2+、[Co(5,6-Me4-phen)₃]^3+/2+、trans(N)-[Co(gly)₃]^0/1-、[OsCl(1-Me-Im)(4,4'-Me2-dpy)₂]^3+/2+、[OsCl(Im)(4,4'-Me₂-dpy)₂]^3+/2+、[Fe(edta)]^1-/2-、[Co(4,7-Me₂-phen)₃]^3+/2+、[Co(4,7-Me₂-phen)₃]^3+/2+、[Co(3,4,7,8-Me4-phen)₃]^3+/2+、[Co(NH3)₆]^3+/2+、[Ru(NH₃)₆]^3+/2+、[Fe(ox)₃]^3-/4-、promazine (n=1) [ammonium form]、chloramine-T、TMPDA (N,N,N’,N’-tetramethylphenylenediamine)、porphyrexide、syringaldazine、o-tolidine、bacteriochlorophyll a、dopamine、2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone、p-amino-dimethylaniline、o-quinone/1,2-hydroxybenzene (catechol)、p-aminophenoltetrahydroxy-p-benzoquinone、2,5-dichloro-p-benzoquinone、1,4-benzoquinone、diaminodurene、2,5-dihydroxyphenylacetic acid、2,6,2’-trichloroindophenol、indophenol、o-toluidine blue、DCPIP (2,6-dichlorophenolindophenol)、2,6-dibromo-indophenol、phenol blue、3-amino-thiazine、1,2-napthoquinone-4-sulfonate、2,6-dimethyl-p-benzoquinone、2,6-dibromo-2’-methoxy-indophenol、2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4-benzoquinone、2,5-dimethyl-p-benzoquinone、1,4-dihydoxy-naphthoic acid、2,6-dimethyl-indophenol、5-isopropyl-2-methyl-p-benzoquinone、1,2-naphthoquinone、1-naphthol-2-sulfonate indophenol、toluylene blue、TTQ (tryptophan tryptophylquinone) model (3-methyl-4-(3’-methylindol-2’-yl)indol-6,7-dione)、ubiquinone (coenzyme Q)、PMS (N-methylphenazinium methosulfate)、TPQ (topa quinone or 6-hydroxydopa quinone)、PQQ (pyrroloquinolinequinone)、thionine、thionine-tetrasulfonate、ascorbic acid、PES (phenazineethosulphate)、cresyl blue、1,4-naphthoquinone、toluidine blue、thiazine blue、gallocyanine、thioindigo disulfonate、methylene blue、vitamin K3 (2-methyl-1,4-naphthoquinone)、などを用いることができる。なお、化学式中、dpyは、2,2’-dipyridineを、phenは1,10-phenanthrolineを、Trisは、tris(hydroxymethyl)aminomethaneを、trpyは2,2’:6’,2’’-terpyridineを、Imは、imidazoleを、pyはpyridineを、thmpyは4-(tris(hydroxymethyl)methyl)pyridineを、bhmはbis(bis(hydroxymethyl)methylを、G3aはtriglycineamideを、A3はtrialanineを、oxはoxalate dianioneを、edtaはethylenediaminetetraacetate tetraanioneを、glyはglycinate anionを、pdtaはpropylenediaminetetraacetate tetraanioneを、trdtaはtrimethylenediaminetetraacetate tetraanioneを、cydtaは、1,2-cyclohexanediaminetetraacetate tetraanioneをそれぞれ示す。 Specific examples include ABTS (2,2′-azinobis (3-ethylbenzoline-6-sulfonate)), K ₃ [Fe (CN) ₆ ], RuO ₄ ^{0 / 1-} , [Os (trpy) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Rh (CN) ₆ ] ^{3- / 4-} , [Os (trpy) (dpy) (py)] ^{3 + / 2 +} , IrCl ₆ ^{2- / 3-} , [Ru (CN) ₆ ] ^{3- / 4-} , OsCl ₆ ^{2- / 3-} , [Os (py) ₂ (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Os (dpy) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , Cu ^{III / II} ( H ₂ A ₃ ) ^{0 / 1-} , [Os (dpy) (py) ₄ ] ^{3 + / 2 +} , IrBr ₆ ^{2- / 3-} , [Os (trpy) (py) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Mo (CN) ₈ ] ^{3- / 4-} , [Fe (dpy)] ^{3 + / 2 +} , [Mo (CN) ₈ ] ^{3- / 4-} , Cu ^{III / II} (H ₂ G ₃ a) ^{0 / 1-} , [Os (4,4'-Me2-dpy) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Os (CN) ₆ ] ^{3- / 4-} , RuO ₄ ^{1- / 2-} , [Co (ox) ₃ ] ^{3- / 4-} , [Os (trpy) (dpy) Cl] ^{2 + / 1 +} , I _3- / I-, [W (CN) ₈ ] ^{3- / 4-} , [Os (2-Me -Im) ₂ (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , ferrocene carboxylic acid, [Os (Im) ₂ (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Os (4-Me-Im) ₂ (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , OsBr ₆ ^{2- / 3-} , [Fe (CN) ₆ ] ^{3- / 4-} , ferrocene ethanol, [Os (Im) ₂ (4,4'-Me ₂ -dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (edta)] ^{1- / 2-} , [Co (pdta)] ^{1- / 2-} , [Co (cydta)] ^{1- / 2-} , [Co (phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [OsCl (1-Me-Im) (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [OsCl (Im) (dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [C o (5-Me-phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (trdta)] ^{1- / 2-} , [Ru (NH ₃ ) ₅ (py)] ^{3 + / 2 +} , [Co (dpy) ₃ ] ^{2 + / 3 +} , [Ru (NH ₃ ) ₅ (4-thmpy)] ^{3 + / 2 +} , Fe ^{3 + / 2 +} , malonate, Fe ^{3 + / 2 +} , salycylate, [Ru (NH ₃ ) ₅ (4-Me-py)] ^{3 + / 2 +} , [Co (trpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (4-Me-phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (5 -NH ₂ -phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (4,7- (bhm) ₂ phen) ^{3 + / 2 +} , [Co (5,6-Me4-phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , Trans (N)-[Co (gly) ₃ ] ^{0 / 1-} , [OsCl (1-Me-Im) (4,4'-Me2-dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [OsCl (Im ) (4,4'-Me ₂ -dpy) ₂ ] ^{3 + / 2 +} , [Fe (edta)] ^{1- / 2-} , [Co (4,7-Me ₂ -phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (4,7-Me ₂ -phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (3,4,7,8-Me4-phen) ₃ ] ^{3 + / 2 +} , [Co (NH3) ₆ ] ^{3 + / 2 +} , [Ru (NH ₃ ) ₆ ] ^{3 + / 2 +} , [Fe (ox) ₃ ] ^{3- / 4-} , promazine (n = 1) [ammonium form], chloramine-T, TMPDA (N, N, N ', N'-tetramethylphenylenediamine), porphyrexide, syringaldazine, o-tolidine, bacteriochlorophyll a, dopamine, 2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone, p-amino-dimethylaniline, o-quinone / 1,2-hydroxybenzene (catechol), p-aminophenoltetrahydroxy-p-benzoquinone, 2,5-dichloro-p-benzoquinone , 1,4-benzoquinone, diaminodurene, 2,5-dihydroxyphenylacetic acid, 2,6,2'-trichloroindophenol, indophenol, o-toluidine blue, DCPIP (2,6-dichlorophenolindophenol), 2,6-dibromo-indophenol, phenol blue, 3-amino-thiazine, 1,2-napthoquinone-4-sulfonate, 2,6-dimethyl-p-benzoquinone, 2,6-dibromo-2'-methoxy-indophenol, 2,3-dimethoxy-5-methyl -1,4-benzoquinone, 2,5-dimethyl-p-benzoquinone, 1,4-dihydoxy-naphthoic acid, 2,6-dimethyl-indophenol, 5-isopropyl-2-methyl-p-benzoquinone, 1,2- naphthoquinone, 1-naphthol-2-sulfonate indophenol, toluylene blue, TTQ (tryptophan tryptophylquinone) model (3-methyl-4- (3'-methylindol-2'-yl) indol-6,7-dione), ubiquinone (coenzyme Q), PMS (N-methylphenazinium methosulfate), TPQ (topa quinone or 6-hydroxydopa quinone), PQQ (pyrroloquinolinequinone), thionine, thionine-tetrasulfonate, ascorbic acid, PES (phenazineethosulphate), cresyl blue, 1,4-naphthoquinone, toluidine blue, thiazine blue, gallocyanine, thioindigo disulfonate, met hylene blue, vitamin K3 (2-methyl-1,4-naphthoquinone), etc. can be used. In the chemical formula, dpy is 2,2'-dipyridine, phen is 1,10-phenanthroline, Tris is tris (hydroxymethyl) aminomethane, trpy is 2,2 ': 6', 2 ''-terpyridine , Im is imidazole, py is pyridine, thmpy is 4- (tris (hydroxymethyl) methyl) pyridine, bhm is bis (bis (hydroxymethyl) methyl, G3a is triglycineamide, A3 is trialanine, ox is oxalate dianione, edta represents ethylenediaminetetraacetate tetraanione, gly represents glycinate anion, pdta represents propylenediaminetetraacetate tetraanione, trdta represents trimethylenediaminetetraacetate tetraanione, and cydta represents 1,2-cyclohexanediaminetetraacetate tetraanione.

［緩衝物質］
緩衝物質は、電極上での燃料の酸化還元反応の反応溶液として溶解されてｐＨ緩衝作用を発揮する電解質が広く包含される。 [Buffer material]
The buffer substance widely includes electrolytes that are dissolved as a reaction solution for the oxidation-reduction reaction of fuel on the electrode and exhibit a pH buffering action.

緩衝物質としては、リン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ_２ＰＯ_４）やリン酸二水素カリウム（ＫＨ_２ＰＯ_４）などが生成するリン酸二水素イオン（Ｈ_２ＰＯ_４−）、２−アミノ−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール（略称トリス）、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）、カコジル酸、炭酸（Ｈ_２ＣＯ_３）、クエン酸水素イオン、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸（ＡＤＡ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−エタンスルホン酸）（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−（２−アセトアミド）−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、Ｎ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−３−プロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳ）、Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］グリシン（略称トリシン）、グリシルグリシン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）グリシン（略称ビシン）、イミダゾール、トリアゾール、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、イミダゾール誘導体（ヒスチジン、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、イミダゾール−２−カルボン酸エチル、イミダゾール−２−カルボキシアルデヒド、イミダゾール−４−カルボン酸、イミダゾール−４，５−ジカルボン酸、イミダゾール−１−イル−酢酸、２−アセチルベンズイミダゾール、１−アセチルイミダゾール、Ｎ−アセチルイミダゾール、２−アミノベンズイミダゾール、Ｎ−（３−アミノプロピル) イミダゾール、５−アミノ−２−（トリフルオロメチル) ベンズイミダゾール、４−アザベンズイミダゾール、４−アザ−２−メルカプトベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール、１−ベンジルイミダゾール、１−ブチルイミダゾール）などのイミダゾール環を含む化合物などを挙げることができる。 Examples of buffer substances include sodium dihydrogen phosphate (NaH ₂ PO ₄ ), potassium dihydrogen phosphate (KH ₂ PO ₄ ), and the like, and dihydrogen phosphate ions (H ₂ PO ₄ —), 2-amino-2. -Hydroxymethyl-1,3-propanediol (abbreviation Tris), 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), cacodylic acid, carbonic acid (H ₂ CO ₃ ), hydrogen citrate ion, N- (2- Acetamido) iminodiacetic acid (ADA), piperazine-N, N′-bis (2-ethanesulfonic acid) (PIPES), N- (2-acetamido) -2-aminoethanesulfonic acid (ACES), 3- (N -Morpholino) propanesulfonic acid (MOPS), N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic acid (HEPES), N-2-hydroxyethyl Perazine-N′-3-propanesulfonic acid (HEPPS), N- [tris (hydroxymethyl) methyl] glycine (abbreviation tricine), glycylglycine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine (abbreviation bicine) Imidazole, triazole, pyridine derivative, bipyridine derivative, imidazole derivative (histidine, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 2-ethylimidazole, imidazole-2-carboxylate, imidazole-2-carboxaldehyde , Imidazole-4-carboxylic acid, imidazole-4,5-dicarboxylic acid, imidazol-1-yl-acetic acid, 2-acetylbenzimidazole, 1-acetylimidazole, N-acetylimidazole, 2-aminobenzimidazole N- (3-aminopropyl) imidazole, 5-amino-2- (trifluoromethyl) benzimidazole, 4-azabenzimidazole, 4-aza-2-mercaptobenzimidazole, benzimidazole, 1-benzylimidazole And compounds containing an imidazole ring such as 1-butylimidazole).

［分解酵素］
燃料の分解酵素は、例えば、燃料に多糖類を用いる場合、多糖類の加水分解などの分解を促進し、グルコースなどの単糖類を生成する分解酵素を用いる。
具体的には、グルコアミラーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼなどが挙げられる。なお、ここでいう「多糖類」は、広義の多糖類であり、加水分解によって２分子以上の単糖を生じる全ての炭水化物を指し、二糖、三糖及び四糖などのオリゴ糖を含む。具体的には、デンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、マルトース、スクロース及びラクトースなどが挙げられる。これらは２以上の単糖類が結合したものであり、いずれの多糖類においても結合単位の単糖類としてグルコースが含まれている。 [Degradation enzyme]
For example, when a polysaccharide is used as the fuel, a decomposing enzyme that promotes decomposition such as hydrolysis of the polysaccharide and generates monosaccharides such as glucose is used as the fuel decomposing enzyme.
Specific examples include glucoamylase and glucose dehydrogenase. The term “polysaccharide” as used herein refers to a polysaccharide in a broad sense and refers to all carbohydrates that produce two or more monosaccharides by hydrolysis, and includes oligosaccharides such as disaccharides, trisaccharides, and tetrasaccharides. Specific examples include starch, amylose, amylopectin, glycogen, cellulose, maltose, sucrose, and lactose. These are a combination of two or more monosaccharides, and any polysaccharide contains glucose as a monosaccharide of the binding unit.

また、例えば、燃料にアルコールを用いる場合、アルコールをアルデヒドに酸化するアルコールデヒドロゲナーゼや、アルデヒドを酸に酸化するアルデヒドデヒドロゲナーゼなどを用いる。 For example, when alcohol is used as fuel, alcohol dehydrogenase that oxidizes alcohol to aldehyde, aldehyde dehydrogenase that oxidizes aldehyde to acid, or the like is used.

さらに、例えば、燃料に脂質を用いる場合、脂質を構成するエステル結合の加水分解などの分解を促進し、脂肪酸を遊離する分解酵素を用いる。具体的には、リパーゼ、ホスホリパーゼなどが挙げられる。例えば、燃料にタンパク質を用いる場合、タンパク質を構成するペプチド結合の加水分解などの分解を促進し、タンパク質を分解する分解酵素を用いる。具体的には、セリンプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼなどが挙げられる。 Further, for example, when lipid is used as fuel, a decomposing enzyme that accelerates decomposition such as hydrolysis of ester bonds constituting lipid and liberates fatty acid is used. Specific examples include lipase and phospholipase. For example, when a protein is used as a fuel, a degrading enzyme that promotes decomposition such as hydrolysis of peptide bonds constituting the protein and decomposes the protein is used. Specific examples include serine protease and aspartic protease.

［界面活性剤］
界面活性剤は、石鹸（脂肪酸ナトリウム）やモノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩等の陰イオン系界面活性剤（アニオン性界面活性剤）；アルキルトリメチルアンモニウム塩やジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等の陽イオン系界面活性剤（カチオン性界面活性剤）；アルキルジメチルアミンオキシドやアルキルカルボキシベタイン等の両性界面活性剤（双性界面活性剤）；ポリオキシエチレンアルキルエーテルや脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル等の非イオン性界面活性剤（ノニオン性界面活性剤）などが用いられる。 [Surfactant]
Surfactants include anionic surfactants (anionic surfactants) such as soap (fatty acid sodium), monoalkyl sulfates, alkyl polyoxyethylene sulfates, alkylbenzene sulfonates, monoalkyl phosphates; alkyls Cationic surfactants (cationic surfactants) such as trimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, and alkylbenzyldimethylammonium salts; amphoteric surfactants (amphoteric surfactants) such as alkyldimethylamine oxide and alkylcarboxybetaines ); Nonionic surfactants (nonionic surfactants) such as polyoxyethylene alkyl ethers, fatty acid sorbitan esters, alkyl polyglucosides, fatty acid diethanolamides, and alkyl monoglyceryl ethers are used.

［忌避剤］
忌避剤は、例えばピレスロイド類、パラジクロロベンゼン類、ナフタレン類、N,N-ジエチル-m-トルアミド（ＤＥＥＴ）などの化合物や、植物精油あるいはその成分などを用いる。ここで「植物精油」とは、植物から抽出される、揮発性の芳香物質（香気成分）を含む有機化合物であって、少なくとも昆虫類を含む、人以外の生物に対し、忌避作用を発揮し得るものをいう。「植物精油の成分」とは、植物精油に含有され、上記忌避作用を発揮する物質をいう。この成分は、天然植物精油に含有された状態の物質に加えて、精油から単離・精製された状態の物質、あるいは化学的に合成された物質（類似構造を有し、同様の作用を示す物質を含む）であってもよい。また、「生物忌避作用」とは、少なくとも昆虫類に対する忌避作用を意味し、細菌や真菌類に対する増殖抑制作用をも含み得るものとする。 [Repellent]
As the repellent, for example, compounds such as pyrethroids, paradichlorobenzenes, naphthalenes, N, N-diethyl-m-toluamide (DEET), plant essential oils or components thereof are used. Here, “plant essential oil” is an organic compound containing a volatile aromatic substance (aroma component) extracted from a plant, and exerts a repellent action on non-human organisms including at least insects. Say what you get. The “component of plant essential oil” refers to a substance that is contained in plant essential oil and exhibits the above repellent action. In addition to substances contained in natural plant essential oils, this component is a substance that has been isolated and purified from essential oils, or a chemically synthesized substance (having a similar structure and exhibit the same action) (Including substances). In addition, “biological repellent action” means at least a repellent action against insects, and may include a growth inhibitory action against bacteria and fungi.

植物精油は、具体的には、オレンジフラワー油、ゼラニウム油、タイムホワイト油、タイムレッド油、ナツメグ油、パチョウリ油、パルマローザ油、ビターオレンジ油、レモングラス油、キンモクセイ油、ゴマ油、シナモンリーフ油、シナモンバーグ、カシア、セロリー種子油、トルーバルサム、ペルーバルサム、オークモス、サンダルウッド油、スペアミント油、ローレル油、ガーリック油、ココナッツ油、ジル油（イノンド油）、バーチ油、ペニーロイヤル油、ニーム油、ベチバー油、エレミ油。バンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物などを挙げることができる。植物精油は、ゲル化して固形状とすればよい。 Plant essential oils are specifically orange flower oil, geranium oil, thyme white oil, thyme red oil, nutmeg oil, patchouli oil, palmarosa oil, bitter orange oil, lemongrass oil, cinnamon oil, sesame oil, cinnamon leaf oil, Cinnamon burger, cassia, celery seed oil, trubal sam, peru balsam, oak moss, sandalwood oil, spearmint oil, laurel oil, garlic oil, coconut oil, jill oil (inondo oil), birch oil, penny royal oil, neem oil, Vetiver oil, Elemi oil. Examples thereof include seed extract of Xylopia aethiopica, Wiskstroemia retusa A. Gray extract, seed extract of Aframomum melegueta, and the like. The plant essential oil may be gelled into a solid form.

これらの植物精油に含まれ、生物忌避作用を示す成分としては、テルペン類、特にエレモール、β−オイデスモール、ベチセリネノール等のセスキテルペン類が知られている。また、上記のバンレイシ科植物（Xylopia aethiopica）の種子抽出物から単離されたケイ皮酸アミド誘導体及びその合成類縁体や、アオガンピ（Wiskstroemia retusa A. Gray）抽出物から単離されたフラトキシン及びフラトキシン誘導体、ショウガ科植物（Aframomum melegueta）の種子抽出物から単離されたケトン類及びその合成類縁体が知られている。 As components contained in these plant essential oils and exhibiting biological repellent action, terpenes, particularly sesquiterpenes such as elemol, β-eudesmol, and betiserenol are known. In addition, cinnamic acid amide derivatives isolated from the above-mentioned Xylopia aethiopica seed extract and synthetic analogs thereof, and flatoxins and flatoxins isolated from Aoganpi (Wiskstroemia retusa A. Gray) extracts Derivatives, ketones isolated from seed extracts of Aframomum melegueta and synthetic analogues thereof are known.

［防腐剤］
防腐剤は、燃料の劣化や腐敗を防止する従来公知の化合物であって、例えば食品や化粧品等の防腐に使用されている安息香酸やパラヒドロキシ安息香酸エステル類、パラオキシ安息香酸エステル類、ホウ酸、塩化ベンザルコニウム、ソルビン酸カリウム、クロロブタノールなどを用いる。この他、防腐剤としては、イソプロピルメチルフェノール、塩酸クロルヘキシジン、クロルヘキシジン、グルコン酸クロルヘキシジン、サリチル酸、サリチル酸ナトリウム・CAE（ココイルアルギニンエチルPCA）、シンクピリチオン、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、デヒドロ酢酸、デヒドロ酢酸ナトリウム、レゾルシンなどが挙げられる。 [Preservative]
An antiseptic is a conventionally known compound that prevents deterioration and decay of fuel, for example, benzoic acid, parahydroxybenzoic acid esters, parahydroxybenzoic acid esters, boric acid used for preserving foods and cosmetics, etc. Benzalkonium chloride, potassium sorbate, chlorobutanol and the like are used. Other preservatives include isopropylmethylphenol, chlorhexidine hydrochloride, chlorhexidine, chlorhexidine gluconate, salicylic acid, sodium salicylate / CAE (cocoylarginine ethyl PCA), sink pyrithione, sorbic acid, potassium sorbate, dehydroacetic acid, sodium dehydroacetate And resorcin.

これらの固形成分は、導入口から電極までの液体通流部位のいずれかの箇所に固形状態で予め収容され、外部から導入口に注入された液体と接触することによって溶解し、溶解液（燃料溶液）となって電極に供給される。 These solid components are stored in advance in a solid state in any part of the liquid flow site from the inlet to the electrode, and are dissolved by contact with the liquid injected into the inlet from the outside. Solution) and supplied to the electrode.

２．本発明に係るバイオ燃料電池の第一実施形態
図１は、本発明の第一実施形態に係るバイオ燃料電池の構成を示す模式図である。本発明に係るバイオ燃料電池において、固形成分が収容される箇所は、導入口及び電極を含む液体の通流部位であって、外部から導入口に注入された液体と接触することにより固形成分が溶解可能な箇所であれば特に限定されない。本実施形態では、固形成分を電極上に固着させて収容した場合を例に説明する。図には、バイオ燃料電池の電極周辺の構成のみを模式的に示す。 2. First Embodiment of Biofuel Cell According to the Present Invention FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a biofuel cell according to a first embodiment of the present invention. In the biofuel cell according to the present invention, the location where the solid component is accommodated is a flow passage portion of the liquid including the inlet and the electrode, and the solid component is brought into contact with the liquid injected from the outside into the inlet. There is no particular limitation as long as it can be dissolved. In the present embodiment, a case where a solid component is fixed and accommodated on an electrode will be described as an example. In the figure, only the configuration around the electrode of the biofuel cell is schematically shown.

図１（Ａ）中、符号ａはバイオ燃料電池、符号１は電極、符号２は電極１上に固着されて収容された固形成分を示す。 In FIG. 1A, the symbol a indicates a biofuel cell, the symbol 1 indicates an electrode, and the symbol 2 indicates a solid component that is fixedly accommodated on the electrode 1.

ユーザによって燃料溶液として選択され、不図示の導入口から注入された液体３は、電極１へ供給される前に、電極１上に固着されて収容された固形成分２に接触する（図（Ｂ）参照）。液体３は、固形成分２に接触するとこれを溶解し、溶解液４（燃料溶液）となって電極１に供給される（図（Ｃ）参照）。 The liquid 3 selected by the user as a fuel solution and injected from an inlet (not shown) comes into contact with the solid component 2 fixedly accommodated on the electrode 1 before being supplied to the electrode 1 (FIG. (B )reference). When the liquid 3 comes into contact with the solid component 2, the liquid 3 dissolves and becomes a solution 4 (fuel solution) and is supplied to the electrode 1 (see FIG. (C)).

電極１上に、通常のバイオ燃料電池と同様に、酸化還元酵素と必要に応じて補酵素及び電子伝達メディエーターが固定されている場合、例えば、固形成分２として燃料を予め収容しておく。これにより、ユーザが燃料を含まない水などの液体３を用いた場合にも、水により燃料を溶解して、燃料を含む燃料溶液を電極１に供給し、発電を開始させることができる。 When an oxidoreductase and, if necessary, a coenzyme and an electron transfer mediator are fixed on the electrode 1 as in a normal biofuel cell, for example, a fuel is previously stored as the solid component 2. Thus, even when the user uses a liquid 3 such as water that does not contain fuel, the fuel can be dissolved by water, and the fuel solution containing fuel can be supplied to the electrode 1 to start power generation.

また、例えば、固形成分２として緩衝物質を予め収容しておく。これにより、ユーザが燃料を含むが、緩衝物質を含まない飲料などの液体３を用いた場合にも、飲料により緩衝物質を溶解して、燃料及び緩衝物質を含む燃料溶液を電極１に供給し、発電を開始できる。この場合には、緩衝物質のｐＨ緩衝作用によって反応溶液のｐＨを燃料の酸化還元反応に適した値に維持できるため、高い出力を得ることが可能となる。 Further, for example, a buffer substance is previously stored as the solid component 2. Thus, even when the user uses the liquid 3 such as a beverage that contains fuel but does not contain a buffer substance, the buffer substance is dissolved by the beverage and the fuel solution containing the fuel and the buffer substance is supplied to the electrode 1. , Can start power generation. In this case, since the pH of the reaction solution can be maintained at a value suitable for the oxidation-reduction reaction of the fuel by the pH buffering action of the buffer substance, a high output can be obtained.

さらに、電極１上に酸化還元酵素が固定されていない場合には、固形成分２として酸化還元酵素と必要に応じて燃料や緩衝物質を予め収容しておく。これにより、電極１に酸化還元酵素を固定していない場合であっても、ユーザが導入口から注入した水や飲料によって酸化還元酵素が溶解されて、電極１上での発電が開始されるようにできる。なお、同様にして、固形成分２として、補酵素や電子伝達メディエーターなどを収容しておいてもよい。 Further, when the oxidoreductase is not fixed on the electrode 1, the oxidoreductase and, if necessary, a fuel or a buffer substance are accommodated in advance as the solid component 2. Thereby, even when the oxidoreductase is not fixed to the electrode 1, the oxidoreductase is dissolved by the water or beverage injected from the introduction port by the user, and power generation on the electrode 1 is started. Can be. Similarly, a coenzyme or an electron transfer mediator may be accommodated as the solid component 2.

固形成分２として界面活性剤や防腐剤を予め収容しておくことも、高い出力を得るために有効である。燃料溶液として、例えば多糖類含む液体のような粘性の高い液体が用いられる場合や、電極に濡れ性の低い材料が用いられる場合、電極への燃料溶液の浸透が困難となる。界面活性剤を収容しておくことで、溶解液４の界面張力を低下させて濡れ性を向上させることができ、電極への燃料溶液の浸透を促進して出力を高めることが可能となる。 Preserving a surfactant or preservative as the solid component 2 in advance is also effective for obtaining high output. When a highly viscous liquid such as a polysaccharide-containing liquid is used as the fuel solution, or when a material with low wettability is used for the electrode, it is difficult to penetrate the fuel solution into the electrode. By storing the surfactant, the interfacial tension of the solution 4 can be reduced to improve the wettability, and the penetration of the fuel solution into the electrode can be promoted to increase the output.

また、防腐剤を収容した場合には、ユーザが水や飲料などの通常、防腐剤を含まないような液体３を用いた際に、溶解液４において燃料の劣化や腐敗を防止する効果が得られる。そして、その結果、電池性能を高めることができる。 Further, when the preservative is accommodated, when the user uses the liquid 3 that does not normally contain the preservative, such as water and beverages, the solution 4 has an effect of preventing the deterioration and spoilage of the fuel. It is done. As a result, battery performance can be improved.

さらに、固形成分２として忌避剤を予め収容した場合には、ユーザが水や飲料などの通常、忌避剤を含まないような液体３を用いた際に、溶解液４に昆虫類やバクテリア、カビなどに対する防除効果を付与することができる。これにより、溶解液４の液漏れが生じたとしても、漏れ出た燃料溶液に昆虫類が群がったり、バクテリアやカビが発生したりするのを防止できる。このとき、忌避剤として植物精油あるいはその成分を収容しておけば、人体に対する安全性を確保しつつ、昆虫類等に対する防除効果を得ることができる。 Furthermore, when a repellent is previously stored as the solid component 2, when the user uses a liquid 3 that does not normally contain a repellent, such as water or a beverage, the dissolved solution 4 may contain insects, bacteria, fungi, or the like. The control effect with respect to etc. can be provided. Thereby, even if the liquid leakage of the solution 4 occurs, it is possible to prevent insects from gathering in the leaked fuel solution and generating bacteria and fungi. If plant essential oil or its component is accommodated as a repellent at this time, the control effect with respect to insects etc. can be acquired, ensuring the safety | security with respect to a human body.

固形成分２として収容される燃料、緩衝物質、酵素類及び電子伝達メディエーター等は、導入口及び電極を含む液体の通流部位に固形状態でそのまま収容されていてよい。あるいは、固形成分２は、液体と接触することにより溶解可能なカプセルやフィルム等により内包されて収容されていてもよい。カプセルやフィルム等により固形成分２を内包しておくことで、温度や湿度による燃料や緩衝物質の劣化や酵素類の変性等を防止することができる。また、例えば、上述した忌避剤の一つであるナフタレン類のような昇華性を有する物質の消失を防止することもできる。 The fuel, buffer substance, enzymes, electron transfer mediator and the like stored as the solid component 2 may be stored as they are in a solid state in a liquid flow passage including the inlet and the electrode. Or the solid component 2 may be enclosed and accommodated by the capsule, film, etc. which can be melt | dissolved by contacting with a liquid. By encapsulating the solid component 2 with a capsule, a film, or the like, it is possible to prevent the deterioration of the fuel and the buffer substance, the denaturation of enzymes, and the like due to temperature and humidity. Further, for example, disappearance of a sublimable substance such as naphthalene, which is one of the repellents described above, can be prevented.

本実施形態では、固形成分２を電極１上に固着させて収容した場合を例に説明したが、液体２が浸透可能な多孔質材料により電極１が形成されている場合には、固形成分２は電極１内に存在していてもよいものとする。 In the present embodiment, the case where the solid component 2 is fixed and accommodated on the electrode 1 has been described as an example. However, when the electrode 1 is formed of a porous material through which the liquid 2 can permeate, the solid component 2 May be present in the electrode 1.

３．第一実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例
図２は、第一実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例の構成を示す模式図である。図は、バイオ燃料電池の電極周辺の構成のみを模式的に示す。 3. Modified Example of Biofuel Cell According to First Embodiment FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a modified example of the biofuel cell according to the first embodiment. The figure schematically shows only the configuration around the electrode of the biofuel cell.

図２（Ａ）中、符号ｂはバイオ燃料電池、符号１は電極、符号２は電極１上に固着されて収容された固形成分を示す。固形成分２は、電極１上に固着されている。図中、符号５は、導入口から注入された液体３と、電極１上に収容された固形成分２との接触を阻止する、取り外し可能なセパレータを示す。 In FIG. 2 (A), the code | symbol b shows a biofuel cell, the code | symbol 1 shows an electrode, and the code | symbol 2 shows the solid component adhering to the electrode 1 and accommodated. The solid component 2 is fixed on the electrode 1. In the figure, reference numeral 5 denotes a removable separator that prevents contact between the liquid 3 injected from the inlet and the solid component 2 accommodated on the electrode 1.

本変形例では、ユーザによって燃料溶液として選択され、不図示の導入口から注入された液体３は、セパレータ５によって固形成分２への接触を阻止される（図（Ｂ）参照）。バイオ燃料電池ｂでは、導入口への液体３の注入後、ユーザがセパレータ５を取り除くことにより、電極１上に固着されて収容された固形成分２に液体が接触し、固形成分２が溶解されて、溶解液４（燃料溶液）が電極１に供給される（図（Ｃ）参照）。 In the present modification, the liquid 3 selected as a fuel solution by the user and injected from an inlet (not shown) is prevented from contacting the solid component 2 by the separator 5 (see FIG. (B)). In the biofuel cell b, after the liquid 3 is injected into the introduction port, the user removes the separator 5, so that the liquid comes into contact with the solid component 2 fixedly accommodated on the electrode 1 and the solid component 2 is dissolved. Thus, the solution 4 (fuel solution) is supplied to the electrode 1 (see FIG. (C)).

セパレータ５は、ユーザが任意のタイミングで取り除くことができるように構成される。あるいは、セパレータ５は、ユーザが任意のタイミングでこれを破断して、セパレータ５による液体３と固形成分２との接触阻止を解除できるように構成される。これにより、バイオ燃料電池ｂでは、導入口からの液体３の注入後、ユーザが所望のタイミングで発電を開始することが可能とされている。 The separator 5 is configured so that the user can remove it at an arbitrary timing. Or the separator 5 is comprised so that a user can fracture | rupture this at arbitrary timings and can cancel the contact prevention of the liquid 3 and the solid component 2 by the separator 5. FIG. Thereby, in the biofuel cell b, after injection of the liquid 3 from the inlet, the user can start power generation at a desired timing.

４．本発明に係るバイオ燃料電池の第二実施形態
図３は、本発明の第二実施形態に係るバイオ燃料電池の構成を示す模式図である。本発明に係るバイオ燃料電池において、固形成分が収容される箇所は、導入口及び電極を含む液体の通流部位であって、外部から導入口に注入された液体と接触することにより固形成分が溶解可能な箇所であれば特に限定されない。本実施形態では、導入口と電極との間に設けた収容部に固形成分を収容した場合を例に説明する。図には、バイオ燃料電池の収容部と電極の構成を模式的に示す。 4). Second Embodiment of Biofuel Cell According to the Present Invention FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a biofuel cell according to the second embodiment of the present invention. In the biofuel cell according to the present invention, the location where the solid component is accommodated is a flow passage portion of the liquid including the inlet and the electrode, and the solid component is brought into contact with the liquid injected from the outside into the inlet. There is no particular limitation as long as it can be dissolved. In the present embodiment, a case where a solid component is accommodated in an accommodating portion provided between an inlet and an electrode will be described as an example. In the figure, the structure of the accommodating part and the electrode of the biofuel cell are schematically shown.

図３（Ａ）中、符号ｃはバイオ燃料電池、符号１は電極、符号２は固形成分、符号６は固形成分２を収容する収容部を示す。収容部６は、不図示の導入口と電極１との間において、通流する液体に対して収容された固形成分２を接触可能に保持する。 In FIG. 3 (A), the code | symbol c shows a biofuel cell, the code | symbol 1 is an electrode, the code | symbol 2 shows a solid component, and the code | symbol 6 shows the accommodating part which accommodates the solid component 2. In FIG. The accommodating part 6 holds the solid component 2 accommodated with respect to the flowing liquid between the inlet (not shown) and the electrode 1 so as to be in contact with each other.

ユーザによって燃料溶液として選択され、導入口から注入された液体３は、電極１へ供給される前に、収容部６に収容された固形成分２に接触する（図（Ｂ）参照）。液体３は、固形成分２に接触するとこれを溶解し、溶解液４（燃料溶液）となって電極１に供給される（図（Ｃ）参照）。 The liquid 3 selected as a fuel solution by the user and injected from the introduction port comes into contact with the solid component 2 accommodated in the accommodating portion 6 before being supplied to the electrode 1 (see FIG. (B)). When the liquid 3 comes into contact with the solid component 2, the liquid 3 dissolves and becomes a solution 4 (fuel solution) and is supplied to the electrode 1 (see FIG. (C)).

収容部６は、固形成分２を外部から補給可能に構成されていることが望ましい（図（Ｄ）矢印参照）。これにより、ユーザが固形成分２を補充して、バイオ燃料電池ｃを繰り返し使用することが可能となる。 The container 6 is preferably configured so that the solid component 2 can be replenished from the outside (see the arrow in FIG. 4D). Thereby, the user can replenish the solid component 2 and repeatedly use the biofuel cell c.

また、例えば、固形成分２として緩衝物質を予め収容しておく。これにより、ユーザが燃料を含むが、緩衝物質を含まない飲料などの液体３を用いた場合にも、飲料により緩衝物質を溶解して、燃料及び緩衝物質を含む燃料溶液を電極１に供給し、高出力の発電を開始させることができる。 Further, for example, a buffer substance is previously stored as the solid component 2. Thus, even when the user uses the liquid 3 such as a beverage that contains fuel but does not contain a buffer substance, the buffer substance is dissolved by the beverage and the fuel solution containing the fuel and the buffer substance is supplied to the electrode 1. High power output can be started.

さらに、電極１上に酸化還元酵素が固定されていない場合には、固形成分２として酸化還元酵素と必要に応じて燃料や緩衝物質を予め収容しておく。これにより、電極１に酸化還元酵素を固定していない場合であっても、ユーザが導入口から注入した水や飲料によって酸化還元酵素が溶解されて、電極１上での発電が開始されるようにできる。なお、同様にして、固形成分２として、補酵素や電子伝達メディエーターを収容しておいてもよい。 Further, when the oxidoreductase is not fixed on the electrode 1, the oxidoreductase and, if necessary, a fuel or a buffer substance are accommodated in advance as the solid component 2. Thereby, even when the oxidoreductase is not fixed to the electrode 1, the oxidoreductase is dissolved by the water or beverage injected from the introduction port by the user, and power generation on the electrode 1 is started. Can be. Similarly, a coenzyme or an electron transfer mediator may be accommodated as the solid component 2.

５．第二実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例
図４は、第二実施形態に係るバイオ燃料電池の変形例の構成を示す模式図である。本発明に係るバイオ燃料電池において、収容部が設けられる箇所は、導入口及び電極を含む液体の通流部位であって、固形成分を外部から導入口に注入された液体と接触可能に保持できる箇所であれば特に限定されない。本変形例では、導入口に交換可能に取り付けられ、固形成分を内部に充填したカートリッジとして収容部を構成した場合を例に説明する。図には、バイオ燃料電池の導入口と収容部の構成を模式的に示す。 5. Modification of Biofuel Cell According to Second Embodiment FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a modification of the biofuel cell according to the second embodiment. In the biofuel cell according to the present invention, the place where the accommodating portion is provided is a liquid passage portion including the introduction port and the electrode, and the solid component can be held so as to be in contact with the liquid injected into the introduction port from the outside. If it is a location, it will not be specifically limited. In this modification, a case will be described as an example in which the accommodating portion is configured as a cartridge that is replaceably attached to the inlet and is filled with a solid component. In the figure, the configuration of the introduction port and the accommodating portion of the biofuel cell is schematically shown.

図４（Ａ）中、符号ｄはバイオ燃料電池、符号７は導入口、符号２は固形成分、符号６は固形成分２を収容する収容部を示す。収容部６は、導入口７に交換可能に取り付けられ、固形成分２を内部に充填したカートリッジとして構成されている。 In FIG. 4 (A), the code | symbol d shows a biofuel cell, the code | symbol 7 is an inlet, the code | symbol 2 shows a solid component, and the code | symbol 6 shows the accommodating part which accommodates the solid component 2. In FIG. The container 6 is replaceably attached to the introduction port 7 and is configured as a cartridge in which the solid component 2 is filled.

ユーザによって燃料溶液として選択され、導入口から導入される液体３は、導入口７に取り付けられた収容部６に注入され、内部に収容された固形成分２に接触する（図（Ｂ）参照）。収容部６は、上部から注入され、内部の固形成分２に接触した液体３が、重力に従って下部から流出するように形成されている。固形成分２に接触した液体３はこれを溶解し、溶解液４（燃料溶液）となって収容部６から流出し、不図示の電極１へと供給される（図（Ｃ）中矢印参照）。 The liquid 3 selected as a fuel solution by the user and introduced from the introduction port is injected into the accommodation unit 6 attached to the introduction port 7 and comes into contact with the solid component 2 contained therein (see FIG. (B)). . The container 6 is formed so that the liquid 3 injected from the upper part and in contact with the solid component 2 inside flows out from the lower part according to gravity. The liquid 3 that has come into contact with the solid component 2 dissolves, becomes a dissolved liquid 4 (fuel solution), flows out of the container 6, and is supplied to the electrode 1 (not shown) (see the arrow in FIG. (C)). .

内部の固形成分２が溶出された使用済みの収容部６は、ユーザが新しいカートリッジに交換することができる。これにより、ユーザは、バイオ燃料電池ｄを繰り返し使用することができる。 The used container 6 from which the internal solid component 2 is eluted can be replaced with a new cartridge by the user. Thereby, the user can use the biofuel cell d repeatedly.

６．電子機器
以上に説明した本発明に係るバイオ燃料電池を電子機器に搭載する場合、導入口は、バイオ燃料電池側の内部構成ではなく、外部構成として電子機器側に設けてよい。すなわち、外部から電極に供給される液体の導入口を電子機器側に配設し、この導入口から注入された液体が電子機器内をバイオ燃料電池まで通流され、電池内の電極に導入されるように構成してもよい。この場合、固形成分は、電子機器側の導入口からバイオ燃料電池内の電極までのいずれかの箇所に収容できる。 6). Electronic Device When the biofuel cell according to the present invention described above is mounted on an electronic device, the introduction port may be provided on the electronic device side as an external configuration instead of the internal configuration on the biofuel cell side. That is, an introduction port for liquid supplied to the electrode from the outside is arranged on the electronic device side, and the liquid injected from this introduction port flows through the electronic device to the biofuel cell and is introduced to the electrode in the cell. You may comprise. In this case, the solid component can be accommodated in any location from the inlet on the electronic device side to the electrode in the biofuel cell.

本発明に係る電子機器は、バイオ燃料電池を電源とした各種機器であって、例えば、ロボット、コンピューター、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）、音楽プレーヤー、携帯電話及び玩具などの機器とできる。 The electronic device according to the present invention is various devices using a biofuel cell as a power source, and can be, for example, devices such as a robot, a computer, a PDA (Personal Digital Assistant), a music player, a mobile phone, and a toy. .

現在、グルコースなどの糖類やエタノールなどのアルコール類を分解する酵素を用いたバイオ燃料電池が実用化段階にある。また、脂肪を分解する酵素を用いて、例えばオリーブオイルのようなオイルを燃料としたバイオ燃料電池や、タンパク質分解酵素やアミノ酸分解酵素を用いて、アミノ酸飲料やプロテイン飲料を燃料としたバイオ燃料電池も開発が進められている。 Currently, biofuel cells using enzymes that decompose sugars such as glucose and alcohols such as ethanol are in the practical stage. In addition, biofuel cells that use fat-degrading enzymes, such as olive oil as fuel, and biofuel cells that use amino acid beverages or protein beverages as fuels using proteolytic enzymes or amino acid-degrading enzymes Is also being developed.

本発明に係るバイオ燃料電池等によれば、発電に必要な燃料や緩衝物質、酸化還元酵素、補酵素及び電子伝達メディエーター等の物質を予め電池内に固体状態で入れておくことで、これらの物質を欠く水や市販の飲料などの液体を燃料溶液として発電することができる。このため、このため、本発明は、糖類やアルコール類、脂肪、タンパク質等を燃料とした種々のバイオ燃料電池に適用して、ユーザが容易に燃料溶液を調達して、高い電池性能を得るために役立てられ得る。 According to the biofuel cell and the like according to the present invention, by putting materials such as fuel and buffer substances, oxidoreductase, coenzyme, and electron transfer mediator necessary for power generation in a solid state in advance in the battery, these Liquids such as water lacking substances and commercially available beverages can be used to generate power as a fuel solution. For this reason, the present invention is applied to various biofuel cells using saccharides, alcohols, fats, proteins, and the like as fuels so that users can easily procure fuel solutions and obtain high cell performance. Can be useful.

Claims

An electrode serving as a reaction field for the oxidation-reduction reaction of the fuel catalyzed by oxidoreductase,
An inlet through which the liquid supplied to the electrode is introduced from the outside,
A biofuel cell in which at least a part of a substance involved in the reaction is accommodated in a solid state at any part of a liquid flow part from an inlet to an electrode.

The biofuel cell according to claim 1, wherein the substance contained in the solid state is one or more selected from a fuel solution solute, the oxidoreductase, a coenzyme, and an electron transfer mediator.

The biofuel cell according to claim 2, wherein the substance contained in the solid state is the fuel solution solute and is a fuel and / or a buffer substance.

In any part of the liquid flow site, a storage unit that holds the substance stored in a solid state with respect to the flowing liquid is provided,
The biofuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the storage unit is configured to be able to replenish a substance stored in an individual state from the outside.

The biofuel cell according to claim 4, wherein the accommodating portion is configured to be exchangeably attached to the introduction port and configured as a cartridge filled with a substance accommodated in an individual state.

It is equipped with a biofuel cell equipped with an electrode that serves as a reaction field for the oxidation-reduction reaction of fuel using oxidoreductase as a catalyst,
An introduction port through which liquid supplied to the electrode is introduced from the outside is disposed,
An electronic device in which at least a part of a substance involved in the reaction is accommodated in a solid state at any part of a liquid flow part from an introduction port to an electrode.