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 >>-
四大实例见证：台达流体通用变频器VP3000典型应用场景
在智能制造持续深化的浪潮中，客户日益多元的应用场景与严苛的工况要求，正成为驱动工业自动化产品技术革新的核心动力。台达深刻洞察行业趋势与客户痛点，以前瞻性的工程设计，打造了新一代流体通用变频器VP3000系列。
-
商宇助力国家电网，为智能电网提效能
商宇（深圳）科技有限公司成立于2010年，数据中心关键基础设施整体解决方案提供商。产品集研发、设计和制造（包括UPS电源、精密空调、精密配电、微模块数据中心、蓄电池、光伏逆变器、智能充电桩、户外移动电源等产品）为一体的国家高新技术企业。
-
能效再突破！英飞凌CoolSET™ SiP如何将60W电源“装进”一颗芯片？
英飞凌全新CoolSET™ SiP系统级封装解决方案，通过革命性的高度集成与ZVS技术，将整个高效反激电源的核心“浓缩”于一颗紧凑的SMD封装内，为家电、工业与服务器应用带来颠覆性的设计简化与性能跃升。
-
赢战开门红！台达重磅发布9款工业自动化新品
面对市场多元诉求，台达2026开年重磅出击，一次性推出9款工业自动化新品，以全场景、系统化、创新化产品矩阵，破解设备升级瓶颈，助力客户实现价值跃迁。
-
伊顿电源 Power Cube 电力模块助力数据中心供配电架构升级
伊顿电源 Power Cube 电力模块由伊顿上海与深圳研发中心联合打造，伊顿深圳工厂制造，严格遵循伊顿全球标准，以 UPS 为核心，集成供配电全栈式解决方案，出厂前完成严格的原厂测试验证，确保每一块模块都具备出色的可靠性和安全保障，助力数据中心构建“高效、智能、安全、创新”的能源底座。
-
五大应用场景示范 看台达SCARA机器人玩转智能生产线
在智能制造浪潮中，台达 SCARA 机器人以“高效+精准+柔性”三大特性，在制造业流水线上扮演着效率提升的关键角色。
-
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