酶型生物燃料電池的研究.pdf

1、由于全球能源的日益緊張,尋求綠色的,可再生的新型能源日益重要。作為一種燃料來源廣泛、反應(yīng)條件溫和、生物相容性好的新型可再生能源——酶型生物燃料電池的研究得到了越來越多人的關(guān)注。酶型生物燃料電池是燃料電池的一種,是用酶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬催化劑,通過生物電化學(xué)途徑,把燃料(如葡萄糖、乙醇等)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。酶型生物燃料電池可以用作植入式體內(nèi)電源,另一方面酶型生物燃料電池在生物質(zhì)能的利用方面也具有很重要的意義。但是由于目前研究階段的酶

2、型生物燃料電池輸出功率密度低制約了它的發(fā)展,怎樣解決這個問題對發(fā)展酶型生物燃料電池至關(guān)重要。電極材料往往決定了酶型生物燃料電池的性能,對提高其應(yīng)用具有積極的作用,如何實現(xiàn)底物的徹底催化氧化對解決這一問題也很關(guān)鍵。
　　基于此本論文構(gòu)筑了多酶催化體系,通過多步氧化乙醇最終把乙醇氧化成二氧化碳;另一方面制備了碳納米點(Carbon Nanodots)作為電極材料,并研究了其電化學(xué)性能。具體概述如下:
　　1.構(gòu)建了多酶-聚亞甲基

3、藍(lán)修飾的多壁碳納米管生物燃料電池陽極。采用乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶、甲酸脫氫酶三種酶共同作為陽極催化劑,使乙醇先被氧化為乙醛再被氧化為乙酸并最終轉(zhuǎn)化為 CO2,每步產(chǎn)生的質(zhì)子 H+與NAD+結(jié)合生成 NADH,并由聚亞甲基藍(lán)作用重新生成 NAD+。通過對比實驗結(jié)果,多酶催化乙醇的確比單一的酶催化電流更高,擁有更大的生物燃料電池輸出功率密度。
　　2.合成了一種新的材料——碳納米點作為電極材料,制備了以碳納米點為電極材料的膽紅素氧化酶