当前位置：
X-MOL 学术
›
Sustain. Energy Fuels
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
H2/O2 enzymatic fuel cells: from proof-of-concept to powerful devices
Sustainable Energy & Fuels ( IF 5.0 ) Pub Date : 2017-06-09 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7se00180k I. Mazurenko 1, 2, 3, 4, 5 , X. Wang 1, 2, 3, 4, 5 , A. de Poulpiquet 1, 2, 3, 4, 5 , E. Lojou 1, 2, 3, 4, 5
Sustainable Energy & Fuels ( IF 5.0 ) Pub Date : 2017-06-09 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7se00180k I. Mazurenko 1, 2, 3, 4, 5 , X. Wang 1, 2, 3, 4, 5 , A. de Poulpiquet 1, 2, 3, 4, 5 , E. Lojou 1, 2, 3, 4, 5
Affiliation
|
Intensive research during the last 15 years on mechanistic understanding of hydrogenases, the key enzyme for H2 transformation in many microorganisms, has authorized the concept of green energy production through H2/O2 enzymatic fuel cells (EFCs), in which enzymes are used as biodegradable and bioavailable biocatalysts. More recently, great effort has been put in the improvement of the interfacial electron transfer process between the enzymes and high surface area conductive materials in order to shift from a proof-of-concept to a usable power device. Herein, we analyze the main issues that have been addressed during the last 5 years to make this breakthrough. After a brief introduction on the structure of hydrogenases and bilirubin oxidases, a widely used enzyme for O2 reduction, we compare their activity with that of platinum. We introduce the first H2/O2 EFCs and discuss their main limitations mainly related to the sensitivity of hydrogenases to O2 and oxidative potentials. We then review the discovery of new enzymes in the biodiversity and the advances in the control of the functional immobilization of these enzymes on electrodes that have permitted to overcome these limitations. We finally present all the reported H2/O2 EFCs, with a critical discussion on the perspectives of such devices.
中文翻译：
H 2 / O 2酶燃料电池：从概念验证到功能强大的设备
在过去的15年中，对氢酶（许多微生物中H 2转化的关键酶）的机理的深入研究已批准了通过H 2 / O 2产生绿色能源的概念。酶燃料电池（EFC），其中酶被用作可生物降解和可生物利用的生物催化剂。最近，为了从概念验证转变为可用的功率器件，已经在改善酶和高表面积导电材料之间的界面电子转移过程上付出了巨大的努力。本文中，我们分析了过去5年中为实现这一突破而解决的主要问题。在简要介绍了氢化酶和胆红素氧化酶（一种广泛用于O 2还原的酶）的结构后，我们将它们的活性与铂的活性进行了比较。我们介绍了第一个H 2 / O 2 EFC，并讨论了它们的主要局限性，主要与氢化酶对O 2的敏感性有关。和氧化电位。然后，我们回顾了生物多样性中新酶的发现以及这些酶在电极上的功能固定化控制方面的进展，这些研究已克服了这些局限性。最后，我们将介绍所有报告的H 2 / O 2 EFC，并对此类设备的观点进行严格的讨论。
更新日期：2017-06-09
中文翻译：
H 2 / O 2酶燃料电池：从概念验证到功能强大的设备
在过去的15年中，对氢酶（许多微生物中H 2转化的关键酶）的机理的深入研究已批准了通过H 2 / O 2产生绿色能源的概念。酶燃料电池（EFC），其中酶被用作可生物降解和可生物利用的生物催化剂。最近，为了从概念验证转变为可用的功率器件，已经在改善酶和高表面积导电材料之间的界面电子转移过程上付出了巨大的努力。本文中，我们分析了过去5年中为实现这一突破而解决的主要问题。在简要介绍了氢化酶和胆红素氧化酶（一种广泛用于O 2还原的酶）的结构后，我们将它们的活性与铂的活性进行了比较。我们介绍了第一个H 2 / O 2 EFC，并讨论了它们的主要局限性，主要与氢化酶对O 2的敏感性有关。和氧化电位。然后，我们回顾了生物多样性中新酶的发现以及这些酶在电极上的功能固定化控制方面的进展，这些研究已克服了这些局限性。最后，我们将介绍所有报告的H 2 / O 2 EFC，并对此类设备的观点进行严格的讨论。
京公网安备 11010802027423号