Elektroenzymatische Stickstofffixierung unter Verwendung eines MoFe‐Proteinsystems immobilisiert in einem organischen Redoxpolymer

Wir berichten über ein auf einem Polymer basierendes, elektroenzymatisches Stickstofffixierungssystem unter Verwendung eines metallfreien Redoxpolymers – mit Neutralrot modifiziertes Poly(glycidylmethacrylat‐ co ‐methylmethacrylat‐ co ‐poly(ethylenglycol)methacrylat), das ein niedriges Redoxpotential von −0.58 V vs. SCE besitzt. Die stabile und effiziente elektrische Kontaktierung der Nitrogenase innerhalb der Redoxpolymermatrix ermöglicht eine mediierte Bioelektrokatalyse von N 3 − , NO 2 − und N 2 zu NH 3 , die durch das MoFe‐Protein über die polymergebundenen Redoxeinheiten, die in der Polymermatrix verteilt sind, katalysiert wird. Elektrolyse produzierte 209±30 nmol NH 3  nmol MoFe −1  h −1 durch N 2 ‐Reduktion. Die biosynthetische N 2 ‐Reduktion zu NH 3 wurde durch 15 N 2 ‐Markierungsexperimente und NMR‐Analysen bestätigt.