(57)【要約】【課題】燃料電池のユーザが、市販の飲料を燃料電池の燃料として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を簡便に判断することができる照会システムの提供。【解決手段】検索要求として飲料に関する飲料情報及び／又は燃料電池に関する燃料電池情報の入力を受ける検索要求受信手段（通信インターフェイス１９）と、前記検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段２２と、前記参照データベースから前記検索要求に一致する性能データを自動で検索する検索手段２０と、検索回答を出力する検索回答出力手段（通信インターフェイス１９）と、を備える飲料の電池燃料としての適合性を照会するためのシステムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検索要求として飲料に関する飲料情報の入力を受ける検索要求受信手段と、
前記検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段と、
前記参照データベースから前記検索要求に一致する性能データを自動で検索する検索手段と、
検索回答を出力する検索回答出力手段と、を備える飲料の電池燃料としての適合性を照会するためのシステム。
【請求項２】
前記参照データベースは、前記飲料情報と前記性能データとが、前記飲料の成分データを介して関連付けられたものである請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記参照データベースは、前記燃料電池の電極に固相化された酵素に対する、前記飲料に含まれる成分の基質適合度及び／又は活性阻害度に基づいて、前記飲料情報と前記性能データとが関連付けられたものである請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記成分が、糖類、アルコール類、脂肪類、有機酸類及びアミノ酸類からなる群より選択される一以上である請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記飲料情報は、前記飲料の製品名、原材料名あるいはこれらを記録するコードから選択される一以上に関する情報である請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記飲料情報は、前記コードを撮像した画像情報である請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記入力手段は、検索要求としてさらに前記燃料電池に関する燃料電池情報を受け、
前記記憶手段は、燃料電池の種類毎に複数の前記参照データベースを記憶する請求項６記載のシステム。
【請求項８】
サーバと複数のクライアントがネットワークを通じて接続され、
クライアントは、ユーザが検索要求として飲料に関する飲料情報を入力するための入力手段と、
入力された検索要求をサーバに送信する情報送信手段と、
サーバが検索要求に一致する性能データを記憶している場合に、その性能データを検索回答としてサーバから受信する検索回答受信手段と、
受信した検索回答をユーザに提示する提示手段と、を含み、
サーバは、検索要求として飲料情報の入力を受ける検索要求受信手段と
検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段と、
クライアントから検索要求を受信した場合に、参照データベースから検索要求に一致する性能データを自動で検索する検索手段と、
検索回答をクライアントに送信する検索回答出力手段と、を含む請求項１〜７記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料を燃料電池の燃料溶液として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を照会するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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（以下、単に「燃料電池」という）が開発されてきている。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ため、燃料溶液としてグルコースやエタノールなどを含む飲料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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４８８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池の燃料溶液として、グルコースやエタノールなどを含む市販の飲料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、市販の飲料には多数の種類があり、これらの中には当然に燃料電池の燃料溶液として適するものと適さないものが含まれる。さらに、燃料溶液として適する飲料であっても、燃料溶液として適用した場合に得られる燃料電池性能に優劣が存在することが予想される。
【０００５】
そのため、燃料電池のユーザにとっては、その燃料電池ではどのような飲料を燃料溶液として用いればよいのか、またある飲料を用いた場合にその燃料電池ではどの程度の出力が得られるのか、についての情報が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は、燃料電池のユーザが、市販の飲料を燃料電池の燃料として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を簡便に判断することができる照会システムを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題解決のため、本発明は、検索要求として飲料に関する飲料情報及び／又は燃料電池に関する燃料電池情報の入力を受ける検索要求受信手段と、前記検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段と、前記参照データベースから前記検索要求に一致する性能データを自動で検索する検索手段と、検索回答を出力する検索回答出力手段と、を備える飲料の電池燃料としての適合性を照会するためのシステムを提供する。
このシステムは、好適には、サーバと複数のクライアントがネットワークを通じて接続され、クライアントは、ユーザが検索要求として飲料に関する飲料情報及び／又は燃料電池に関する燃料電池情報を入力するための入力手段と、入力された検索要求をサーバに送信する情報送信手段と、サーバが検索要求に一致する性能データを記憶している場合に、その性能データを検索回答としてサーバから受信する検索回答受信手段と、受信した検索回答をユーザに提示する提示手段と、を含み、サーバは、検索要求として飲料情報の入力を受ける検索要求受信手段と、検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段と、クライアントから検索要求を受信した場合に、参照データベースから検索要求に一致する性能データを自動で検索する検索手段と、検索回答をクライアントに送信する検索回答出力手段と、を含んで構成される。
本システムにおいて、前記参照データベースは、前記飲料情報と前記性能データとが、前記飲料の成分データを介して関連付けられたものであり、前記燃料電池の電極に固相化された酵素に対する、前記飲料に含まれる成分の基質適合度及び／又は活性阻害度に基づいて、前記飲料情報と前記性能データとが関連付けられたものとされる。この参照データベースは、燃料電池の種類毎に複数の設けられていることが好ましい。
本システムにおいて、前記成分は、糖類、アルコール類、脂肪類、有機酸類及びアミノ酸類からなる群より選択される一以上とできる。また、前記飲料情報は、前記飲料の製品名、原材料名あるいはこれらを記録するコードから選択される一以上とでき、さらに、前記コードを撮像した画像情報とすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、燃料電池のユーザが、市販の飲料を燃料電池の燃料として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を簡便に判断することができる照会システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るシステムの構成例を説明する図である。
【図２】参照データベースの構成例を説明する図である。
【図３】システムの動作例を説明するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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．飲料照会システム
（１）システム
（２）クライアント
（３）サーバ
（４）参照データベース
２．システム動作
【００１１】
１．飲料照会システム
（１）システム
図１は、本発明に係る飲料の電池燃料としての適合性を照会するためのシステム（以下、「飲料照会システム」と称する）の構成例を説明する図である。
【００１２】
図１において、飲料照会システムは、サーバＳと、複数のクライアント(クライアントＡ〜Ｄを例示)とが、ネットワーク(インターネットを例示)を介して接続されることによって構成されている。
【００１３】
各クライアントＡ〜Ｄは、パーソナルコンピュータ(ＰＣ)、ワークステーション(ＷＳ)、モバイルコンピュータ、携帯電話等のインターネット端末として機能するコンピュータを用いて構成されている。各クライアントＡ〜Ｄのインターネットへの接続形態は、ダイヤルアップＩＰ接続、専用線接続等の既存の接続形態のいずれをも適用することができる。
【００１４】
（２）クライアント
各クライアントＡ〜Ｄは、同じ構成を有しているので、例としてクライアントＡについて説明する。クライアントＡは、ＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１にバスを介して接続されたメインメモリ１０２、二次記憶１０３、サーバＳとの通信処理を司る通信インターフェイス１１を含んでいる。また、ＣＰＵは、バスを介して入力手段１２と、提示手段１３と接続されている。入力手段１２としてはキーボード、ポインティングデバイス（マウス，トラックボール，ジョイスティック等）、マイクロフォン、カメラ等が、また提示手段１３としてはディスプレイ、スピーカ等が接続される。
【００１５】
二次記憶１０３は、複数のプログラムと、各プログラムの実行に際して使用されるデータとを記憶している。メインメモリ１０２は、ＣＰＵ１０１の作業領域及びビデオメモリとして使用される。ＣＰＵ１０１は、二次記憶１０３に記憶されたプログラムをメインメモリ１０２にロードして実行することにより、コンピュータをクライアントＡとして機能させる。
【００１６】
本実施形態では、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することによって、入力手段１２が、ユーザが検索要求として飲料に関する飲料情報及び／又は燃料電池に関する燃料電池情報を入力するための手段として機能する。また、通信インターフェイス１１は、入力された飲料情報及び／又は燃料電池情報をサーバＳに送信する情報送信手段及びサーバＳが飲料情報及び／又は燃料電池情報に一致する性能データを記憶している場合に、その性能データを検索回答としてサーバＳから受信する検索回答受信手段として機能する。そして、提示手段１３は、受信した検索回答をユーザに提示するための手段として機能する。
【００１７】
（３）サーバ
サーバＳは、ＰＣ，ＷＳ，専用のサーバマシン等を用いて構成される。サーバＳは、図示しないＣＰＵと、このＣＰＵにバスを介して接続されたメインメモリ（図示せず）、二次記憶（図示せず）、及び各クライアントＡ〜Ｄとの通信を司る通信インターフェイス１９を備えている。
【００１８】
サーバＳのＣＰＵは、二次記憶に記憶された各種のプログラムをメインメモリにロードして実行することにより、検索要求と燃料電池の性能データとを関連付けした参照データベースを記憶した記憶手段２２と、クライアントから検索要求を受信した場合に、参照データベースから情報に一致する性能データを自動で検索する検索手段２０を備えた装置として機能する。また、ＣＰＵがプログラムを実行することによって、通信インターフェイス１９が、検索要求の入力を受ける検索要求受信手段及び検索回答をクライアントに送信する検索回答出力手段として機能する。
【００１９】
（４）参照データベース
サーバＳの記憶手段２２には、飲料情報と燃料電池の性能データとが、飲料の成分データを介して関連付けされた参照データベースが記憶されている。この参照データベースは、燃料電池の電極に固相化された酵素に対する、飲料に含まれる成分の基質適合度及び／又は活性阻害度に基づいて、飲料情報と性能データとが関連付けられたものであり、燃料電子の種類毎に複数記憶されている。
【００２０】
ここで、飲料情報には、飲料の製品名、原材料名あるいはこれらを記録するコードが含まれる。原材料名は、飲料の容器外面等の原材料表示に記載されている含有成分の名称、又は表示はされていないが飲料の成分分析により同定した含有成分の名称が含まれる。原材料名としては、例えば、糖類（果糖ぶどう糖液糖、砂糖）、酸味料、香料、レモン果汁、カラメル、色素、甘味料（アスパラテーム、L-フェニルアラニン化合物、アセスルファムカリウム、キシリトール）、保存料（安息香酸Na、カラギナン）、カフェイン、ビタミンC、食塩、トマト、りんご、みかん、オレンジ、ぶどう、コーヒー、牛乳、麦芽、ホップ、米、コーン、スターチ、米こうじ、醸造アルコール等が挙げられる。飲料の製品名及び原材料名を記録するコードとは、例えば、縞模様状の線の太さによって数値や文字を表すバーコードや、二次元コードなどの識別子が含まれる。
【００２１】
飲料を燃料電池の燃料溶液として用いた場合、燃料電池の性能は、その飲料中に含まれる成分が、燃料電池の電極上に固相化された酵素の基質となり得るものであるか（基質適合度）、また酵素活性を阻害するものであるか（活性阻害度）によって変化する。すなわち、燃料電池の性能は、燃料溶液として用いる飲料の組成に応じて変化する。
【００２２】
例えば、電極にグルコース分解酵素が固相化された燃料電池では、糖類、特に砂糖の濃度が高い組成を有する飲料を燃料溶液とすると、出力及び電池寿命がともに向上する。日本酒やワインも組成中に砂糖を含むため、ある程度の出力を得ることができる。一方、砂糖以外の甘味料や、ぶどう糖以外の果糖などの糖類のみを組成とする飲料では、出力は得られない。
【００２３】
また、電極にフルクトース分解酵素が固相化された燃料電池では、果糖濃度が高い組成を有する果汁系飲料で高出力及び長寿命となる。ワインも組成中に果糖を含むため、出力を得ることができる。一方、日本酒などの米からつくるアルコール飲料は組成中に砂糖が多く、果糖が少ないため、電池性能は劣る。
【００２４】
飲料に含まれる成分の基質適合度は、その成分が、固相化された酵素に応じて、例えば以下の物質に該当する場合に適合度が高いと判断できる。糖類、アルコール類、アルデヒド類、脂肪類、有機酸類、タンパク質及びアミノ酸類等の化合物であって、酸化還元酵素の基質となり得る物質。例えば、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、ギ酸、ピルビン酸等の有機酸類などが挙げられる。
【００２５】
酵素として、燃料極に固定される酸化酵素は、例えば、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。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。補酵素酸化酵素としては、例えば、ジアフォラーゼ等。空気極に固定される還元酵素は、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。
【００２６】
また、飲料に含まれる成分の活性阻害度は、その成分が、固相化された酵素に応じて、例えば以下の物質に該当する場合に阻害度が高いと判断できる。ヨード酢酸、マロン酸、各種界面活性剤、各種酸化剤、重金属（銀、水銀）、パラクロロメルクリ安息香酸、塩化水銀、オルトフェナントロリン、アセチルーＣｏＡ。
【００２７】
参照データは、このような飲料の組成と電池性能との対応関係に基づいて、飲料情報と性能データとを、飲料の成分データを介して関連付けしたものである。図２に、記憶手段２２に記憶される参照データベースの構成例を示す。
【００２８】
図に示される参照データベースは、飲料の製品名、原材料名あるいはコードを記録する飲料情報テーブル２２１と、飲料の組成を記録する成分データテーブル２２２と、電池性能を記録する性能データテーブル２２３とから構成されている。
【００２９】
飲料情報テーブル２２１中の情報Ａ（例えば、製品名Ａ）は、成分データテーブル２２２中の飲料Ａの組成Ａにひも付けされ、さらに成分データテーブル２２２中の飲料Ａの組成Ａは、性能データテーブル２２３中の性能Ａとひも付けされている。これにより、飲料Ａと、飲料Ａを燃料溶液に用いた場合の性能Ａとが関連付けされている。
【００３０】
２．システム動作
図３は、システムの動作例を説明するシーケンス図である。
【００３１】
例えば、クライアントＡのユーザは、ある飲料をある燃料電池の燃料溶液として用いた場合の適合性を知りたい場合には、入力手段１２を用いて、飲料情報及び燃料電池情報を検索要求として入力する(ステップＳ１)。
【００３２】
検索要求の入力は、飲料情報及び／又は燃料電池情報のテキスト入力や画像入力、音声入力によって行うことができる。ここで、燃料電池情報には、燃料電池の製品名、型番、あるいはこれらを記録するコードが含まれる。
【００３３】
テキスト入力では、飲料の製品名や原材料名、燃料電池の製品名や型番をキーボードから入力する。また、音声入力では、これらをマイクから入力する。画像入力では、これらを記録するコードをカメラにより撮像したり、バーコードリーダのような読み取り機器で読み取って入力とする。また、画像による入力は、飲料や燃料電池の外面等に記載された製品名や原材料名、型番を直接カメラにより撮像し、画像処理アルゴリズムや意味抽出アルゴリズムを介して、画像から製品名や原材料名、型番を抽出することもできる。
【００３４】
クライアントＡは、情報送信手段としての通信インターフェイス１１からインターネットを介して、入力された検索要求をサーバＳへ送信する。サーバＳに送信された検索要求は、検索要求受信手段として機能する通信インターフェイス１９により受信される（ステップＳ２）。これにより、クライアントＡは、飲料情報及び燃料電池情報に対応する性能データの提供をサーバＳに要求する。
【００３５】
サーバＳがクライアントＡから検索要求を受信すると、検索手段２０が、記憶手段２２に記憶された参照データベースから、受信した検索要求に対応する性能データを自動で検索する（ステップＳ１１）。
【００３６】
具体的には、まず、検索要求に燃料電池情報が含まれる場合には、検索手段２０は、記憶手段２２において燃料電子の種類毎に複数記憶されている参照データベースの中から、該燃料電池情報に一致する参照データベースを特定する。
【００３７】
次に、検索手段２０は、特定された参照データベースを構成する飲料情報テーブル２２１から、検索要求として受信した飲料情報に一致する情報を特定する（図２参照）。すなわち、飲料の製品名や原材料名、これらを記録するコードに一致する情報（例えば、「情報Ａ」）を特定する。
【００３８】
飲料情報テーブル２２１中の情報Ａ（例えば、製品名Ａ）は、成分データテーブル２２２中の飲料Ａの組成Ａにひも付けされ、さらに成分データテーブル２２２中の飲料Ａの組成Ａは、性能データテーブル２２３中の性能Ａとひも付けされている。検索手段２０は、検索要求として受信した情報Ａから、組成Ａを介し、性能Ａを特定する。
【００３９】
そして、検索手段２０は、検索要求として入力された飲料情報及び燃料電池情報に対応する性能データを参照データベースから見つけた場合には、その性能データを検索回答として記憶手段２２から読み出す。読み出された検索回答は、検索回答出力手段として機能する通信インターフェイス１９からクライアントＡにインターネットを通じて提供される（ステップＳ１２）。
【００４０】
クライアントＡは、検索回答受信手段として機能する通信インターフェイス１１から検索回答を受信し、提示手段１３によりユーザに検索回答を提示する（ステップＳ３）。
【００４１】
クライアントＡへの検索回答の提供形式は、例えば、性能データを記載した電子メールを送信したり、ホームページ上で性能データ及び付随情報を提供したりする形式であってよい。ホームページ上で提供する場合には、クライアントＡへ、該ホームページのＵＲＬ等を記載した電子メールを送信し、ユーザがクライアントＡからホームページにアクセスできるようにしてもよい。
【００４２】
また、クライアントＡによる検索回答の提示は、性能データをテキストや音声で出力したり、視覚的に性能を把握できる画像として出力したりすることが考えられる。
【００４３】
本発明に係るシステムによれば、燃料電池のユーザが、市販の飲料を燃料電池の燃料として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を簡便に判断することができる。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燃料電池が実用化段階であるが、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飲料系オイルを燃料とした燃料電池や、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燃料電池も開発が進められている。本システムでは、これらの燃料電池と燃料溶液としての飲料との相性をユーザに簡便なかたちで提供することで、ユーザが各燃料電池に応じて適切な飲料を選択して燃料溶液として用いることを可能とし、不適切な飲料の使用による燃料電池の故障や事故を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係るシステムによれば、燃料電池のユーザが、市販の飲料を燃料電池の燃料として用いる場合に、その飲料の電池燃料としての適合性を簡便に判断することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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