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 NIMS、データサイエンスで微生物発電の可能性を拡張

  物質・材料研究機構（NIMS）は、従来の数百倍のデータを生み出す革新的な電気化学デバイスを用い、計測した大量のデータを解析・活用することで、微生物発電が広い電位範囲で効率を維持できる現象を発見した。廃水を浄化しながら電力を生産する微生物発電は、環境調和型の発電技術として期待されている。微生物が発する電流は様々な条件により影響を受けるため、従来の経験的・理論的なアプローチでは微生物発電を理解や制御が困難であった。こうした現状があるなか、大量の計測結果を活用するデータ科学の活用が微生物と電極間の相互作用など、複雑な多変数現象を研究および最適化するための有望なアプローチとして浮上している。しかし、データ科学を適用するに当たっては明確な条件付けが求められ、誤差の小さい「高品質なデータ」を大量に電気化学で取得するには、コストや測定の煩雑性の問題がつきまとい、これまでは高いアウトプットとデータ品質を同時に実現することができなかった。そこで、NIMSは、従来の数百倍のアウトプットを実現できる電気化学測定系を新たに開発し、データ科学を活用できる高品質なデータベースを構築した。その結果、微生物が効率的に発電する条件の「見える化」に成功し、微生物発電において「リボフラビン分子」という電子を運ぶ物質が働くことで、広い電極電位幅において発電促進の効率を維持できる現象が見い出された。本研究のアプローチ手法は、生分解性プラスチック材料などにも応用可能であり、革新的な材料探索技術としての応用展開が期待できるという。