Een team van onderzoekers met leden van instellingen in Singapore, China en het VK hebben een manier gevonden om de elektronenoverdracht in enzymatische biobrandstofcellen te verbeteren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Energie , ze beschrijven hun techniek en hoe goed die werkt. Huajie Yin en Zhiyong Tang met de Griffith University in Australië en het National Center for Nanoscience and Technology in China, bied een News &Views-stuk aan over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer.

Enzymatische biobrandstofcellen zijn, zoals hun naam al aangeeft, een type brandstofcel op basis van enzymen als katalysator in plaats van dure metalen. Vanwege hun potentieel, wetenschappers zijn gretig op zoek geweest naar manieren om problemen op te lossen die commerciële toepassingen hebben belemmerd - ze zullen naar verwachting veel goedkoper zijn om te maken dan die nu in gebruik zijn.

Momenteel, enzymatische biobrandstofcellen zijn inefficiënt, hebben een korte levensduur en produceren niet veel stroom. Deze problemen, de onderzoekers merken op, zijn te wijten aan de moeilijkheid bij het bedraden van enzymen en elektrode-oppervlakken. Bij deze poging, ze beweren een deel van die moeilijkheid te hebben overwonnen door twee eerder ontwikkelde methoden te combineren om het probleem op te lossen. De eerste methode omvat het verbinden van een enzym met het oppervlak van een elektrode op een zodanige manier dat de elektronen tussen de twee kunnen tunnelen - dit wordt directe elektronenoverdracht genoemd. De tweede methode omvat een bemiddelaar die wordt gebruikt om de overdracht te helpen - het wordt genoemd, heel natuurlijk, gemedieerde elektronenoverdracht.

De onderzoekers combineerden de twee benaderingen om te profiteren van de voordelen van elk. Ze gebruikten laccase als het enzym en ontwierpen een overdrachtssysteem dat verbonden was met een speciaal type koolstofnanobuisoppervlak om de elektronenoverdracht verder te verbeteren. Het systeem bestaat uit drie delen, een ABTS-verbinding (om als bemiddelaar te dienen), gelegen tussen een polypyrroolgroep aan het ene uiteinde en een pyreengroep aan het andere.

Bij het testen van hun techniek, het team ontdekte dat de maximale OOR-stroomdichtheid wel 2,45 mA/cm . bereikte ² en hun apparaat was in staat om de helft van zijn ORR-stroom 120 dagen vast te houden. Ze suggereren dat hun resultaten veelbelovend zijn en verwachten verdere verbeteringen naarmate ze de techniek verfijnen.

© 2018 Tech Xplore