天津工生所在酶生物燃料电池的开关元件研究中取得进展
2021-08-09
中国电源产业网
导语：近日，中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心研究员朱之光带领的团队成功设计了一种酶生物燃料电池的光开关。
酶生物燃料电池是一种利用氧化还原酶类，可将储存在糖类中的化学能转化为电能的电化学装置。酶生物燃料电池使用对环境无害的生物燃料和生物催化剂，被认为是一种新型的绿色能源，目前已有酶生物燃料电池为植入型、穿戴型电子设备，以及自供电型生物传感器供电的报道。但是酶生物燃料电池的产电过程是即时的、不可控制的，除非底物耗尽或者断开电路，否则产电过程不会停止。这种不可控的产电过程会造成电能的浪费，而且将限制酶生物燃料电池的应用场景。因此，开发酶生物燃料电池的开关元件并对其产电过程加以控制，对其实际应用具有重要意义。
图为基于碳点和TMB的酶燃料电池光开关的工作原理示意图
近日，中国科学院天津工业生物技术研究所体外合成生物学中心研究员朱之光带领的团队成功设计了一种酶生物燃料电池的光开关。这种光开关从阴极控制的策略入手，解决了已报道的酶生物燃料电池的温度开关、pH开关等存在的调节能力弱、调节次数有限、非普适、理论上存在背景电流等问题。该光开关利用碳点对TMB的光氧化特性，使用TMB作为电子受体，从而实现了在有光的条件下可以增大电流和功率，而在无光时几乎不产生电流。在蓝光照射20分钟后，酶生物燃料电池的开路电压可以从0.3V增大到0.5V，外接1kΩ电阻时的电路电流可以从2.3μA增大到9μA，功率密度可以从2.8μWcm-2增大到35μWcm-2。该光开关的调控效果优于目前已报道的酶生物燃料电池的开关，并且在增大集流体面积的条件下能够进一步得到提高。该研究基于阴极调控策略实现了利用光信号控制酶生物燃料电池的输出功率，进一步提高了酶生物燃料电池“智能化”应用的可能。
研究工作获得国家重点研发项目、天津市合成生物技术创新能力提升行动、国家自然科学基金等的资助，相关研究成果发表在Chemical Engineering Journal上。
编辑：中国电源产业网
来源：电池百人会
标签：
相关信息
MORE >>-
海德新能源科技—全链赋能·共赢蓝海
在“双碳”战略纵深推进与新能源汽车爆发式增长的双重浪潮下，充电桩产业已成为万亿级黄金赛道，市场需求持续井喷、发展前景无可限量。深圳市海德新能源科技有限公司，作为深耕充电领域多年的国家级高新技术企业，凭借源头工厂实力、全链条服务能力与开放共赢理念，现面向全国广发英雄帖，诚邀各类资源伙伴携手，共拓新能源充电蓝海，轻松共享时代红利！
-
全线网统一管控·智慧化主动运维 | 科华智慧城轨电源管理方案赋能福州地铁！
科华数据打造地铁电源线网级智能监控平台，从操作系统、数据库到监控软件，构建全链条国产化技术平台，实现核心技术自主掌控，打造坚实可靠的安全底座。置身“十五五”规划谋篇布局之期，交通强国战略纵深推进。我国明确提出加快交通基础设施数字化、智能化升级。智慧城轨建设更是驶入了快车道。
-
让“瓦特”变“比特”，算电协同如何重塑数据中心能源底座
骏森明作为华为数字能源钻石级合作伙伴，在算电协同领域已深耕多年，围绕“源网荷储算”一体化方向，形成从绿电接入、储能配置到算力调度、智能运维的全链路能力。
-
精效科技以硬核技术，解锁污水治理全流程节能新范式
精效悬浮（苏州）科技有限公司，始终坚持核心技术自主可控，持续突破悬浮流体装备的技术壁垒，以国产化的高端产品与全周期服务，为污水处理行业客户提供定制化的节能解决方案。
-
ESPEC条码操作系统：聚焦测试要素的快速记录与完整追溯，防止过程遗漏，确保程序设错问题始终有据可查
爱斯佩克成立于1947年，近70年来一直致力于环境可靠性试验仪器的研发、制造和销售，并在世界范围内铸就了品质卓越、技术精良的品牌形象。
-
集装箱式SST直流移动智算中心
3月28日，台达、汉腾科技与龙芯中科联合宣布重磅发布集装箱式 SST（固态变压器）直流移动智算中心，发布活动于台达吴江制造基地举行。这款全新方案以台达 SST 固态变压器为核心能源支撑，深度集成CPU、AI 加速卡与服务器硬件，打造出从电网到芯片的全栈算力基础设施解决方案。
-
电源工业期刊 -
中国电源公众号
版权所有 © 中国•电源产业网 • 中国电源行业官网站长统计
中国电源产业网-新能源与电源官方网站 © Powered by SiteServer CMS
中国电源产业网网友交流群：2223934、7921477、9640496、11647415