电极设计为高性能混合生物燃料电池铺平道路

2022年05月25日 00:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

酶电极在各种应用中都很有用,包括生物传感系统和电化学装置。生物燃料电池(BFCs)在温和的生物条件下将生物化学能转化为电能,是为广泛的生物电子装置提供动力的特别有前途的候选者。

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尽管有这些特点,大多数生物燃料电池提供低功率输出和短期操作稳定性,因为它们在酶和电极之间以及相邻酶之间的电子转移很差。这些电子转移问题与几乎所有电化学传感器的性能密切相关,包括BFCs和其他生物电子学。

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在AIP出版社的《应用物理评论》杂志上,来自韩国和美国的科学家们通过一种旨在制备高性能生物燃料电池的两亲组合物来解决这些缺点。该方法可以诱导电催化剂之间有利的界面相互作用,并显著改善电极的电子转移动力学,生成具有高功率输出和良好运行稳定性的混合生物燃料电池。

该方法诱导了电催化剂之间有利的界面相互作用,改善了电极的电子转移动力学。它实现了前所未有的亲水酶和疏水/导电金属纳米粒子的大规模装载,并大大提高了电子转移效率和电流密度。

由水介质中的葡萄糖氧化酶和非极性介质中的疏水/导电纳米粒子组成的两亲性组装多层沉积在棉纤维/纺织物上形成阳极,其电子转移效率和固定化稳定性明显提高。阴极是通过将铂金溅射到涂有金纳米粒子的棉纤维上形成的,以提高氧还原反应的效率。研究人员认为,这种组装方法可能为制备各种高性能的电化学装置,包括生物燃料电池提供基础。

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