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,通過生物電化學途徑,把燃料(如葡萄糖、乙醇等)中的化學能轉化為電能的裝置。酶型生物燃料電池可以用作植入式體內電源,另一方面酶型生物燃料電池在生物質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鍵。
　　基于此本論文構筑了多酶催化體系,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,并研究了其電化學性能。具體概述如下:
　　1.構建了多酶-聚亞甲基

3、藍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化為 CO2,每步產生的質子 H+與NAD+結合生成 NADH,并由聚亞甲基藍作用重新生成 NAD+。通過對比實驗結果,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