電極設計為高性能混合生物燃料電池鋪平道路
酶電極在各種應用中都很有用,包括生物傳感系統和電化學裝置。生物燃料電池(BFCs)在溫和的生物條件下將生物化學能轉化為電能,是為廣泛的生物電子裝置提供動力的特別有前途的候選者。
儘管有這些特點,大多數生物燃料電池提供低功率輸出和短期操作穩定性,因為它們在酶和電極之間以及相鄰酶之間的電子轉移很差。這些電子轉移問題與幾乎所有電化學傳感器的性能密切相關,包括BFCs和其他生物電子學。
在AIP出版社的《應用物理評論》雜誌上,來自韓國和美國的科學家們通過一種旨在製備高性能生物燃料電池的兩親組合物來解決這些缺點。該方法可以誘導電催化劑之間有利的界面相互作用,並顯著改善電極的電子轉移動力學,生成具有高功率輸出和良好運行穩定性的混合生物燃料電池。
該方法誘導了電催化劑之間有利的界面相互作用,改善了電極的電子轉移動力學。它實現了前所未有的親水酶和疏水/導電金屬納米粒子的大規模裝載,並大大提高了電子轉移效率和電流密度。
由水介質中的葡萄糖氧化酶和非極性介質中的疏水/導電納米粒子組成的兩親性組裝多層沉積在棉纖維/紡織物上形成陽極,其電子轉移效率和固定化穩定性明顯提高。陰極是通過將鉑金濺射到塗有金納米粒子的棉纖維上形成的,以提高氧還原反應的效率。研究人員認為,這種組裝方法可能為製備各種高性能的電化學裝置,包括生物燃料電池提供基礎。