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Ein Nernst‐Biosuperkondensator
Author(s) -
Pankratov Dmitry,
Conzuelo Felipe,
Pinyou Piyanut,
Alsaoub Sabine,
Schuhmann Wolfgang,
Shleev Sergey
Publication year - 2016
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201607144
Subject(s) - nernst equation , chemistry , nernst effect , medicinal chemistry , physics , electrode
Wir stellen hier einen “Nernst‐Biosuperkondensator” vor, der auf nur einem Redoxpolymer, Poly(vinylimidazol‐co‐allylamin)‐Os(bpy) 2 Cl] und zwei Biokatalysatoren beruht. Während des Ladevorgangs des Biosuperkondensators sind Bioanode und Biokathode elektrisch voneinander getrennt. An der Bioanode werden die am Redoxpolymer gebundenen Os 3+ ‐Komplexe über die Oxidation von Glukose an der PQQ‐abhängigen Glukosedehydrogenase zu Os 2+ reduziert, sodass das Nernst‐Potential des Os 3+ /Os 2+ ‐Redoxpaars zu negativen Werten verschoben wird. Die gleichzeitige durch Bilirubinoxidase katalysierte Reduktion von O 2 an der Biokathode führt zur Oxidation der polymergebundenen Os‐Komplexe und damit zu einer Verschiebung des Nernst‐Potentials zu positiveren Werten. Trotz der Nutzung nur eines Redoxpolymers wurde während des Ladevorgangs eine Leerlaufspannung größer 0.45 V erreicht, wobei die Ladung im Redoxpolymer an Bioanode und Biokathode gespeichert wird. Nach Kontaktieren der beiden Elektroden über einen Widerstand vordefinierter Größe wurde über einen kurzen Zeitraum eine hohe Energiedichte erreicht, welche die Energiedichte einer entsprechenden kontinuierlich betriebenen Biobrennstoffzelle um den Faktor 8 übertrifft.