Le film poly(pyrr)–ABTS–pyr tel que conçu. une, Représentations de Trametes versicolor Lac avec la poche de liaison hydrophobe orientée vers le bas de la page et le site cuivre T1 situé sur une face de l'enzyme à la base d'une poche hydrophobe, qui agit comme le site de liaison du substrat enzymatique. Les trois atomes de cuivre restants sont liés sur les sites T2 et T3 dans un amas triangulaire à environ 12 Å de distance vers l'autre côté de l'enzyme, où l'oxygène se fixe. b, Représentation graphique de l'ET de l'électrode vers Lac à travers un film poly(pyrr)–ABTS–pyr. Crédit :(c) 2018 Énergie naturelle (2018). DOI :10.1038/s41560-018-0166-4
Une équipe de chercheurs avec des membres d'institutions à Singapour, La Chine et le Royaume-Uni ont trouvé un moyen d'améliorer le transfert d'électrons dans les biopiles enzymatiques. Dans leur article publié dans la revue Énergie naturelle , ils décrivent leur technique et à quel point elle fonctionne bien. Huajie Yin et Zhiyong Tang avec la Griffith University en Australie et le National Center for Nanoscience and Technology en Chine, proposer un article News &Views sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de la revue.
Les biopiles enzymatiques sont, comme leur nom l'indique, un type de pile à combustible à base d'enzymes comme catalyseurs au lieu de métaux coûteux. En raison de leur potentiel, les scientifiques ont été impatients de trouver des moyens de surmonter les problèmes qui ont inhibé les applications commerciales - ils devraient être beaucoup moins chers à fabriquer que ceux actuellement utilisés.
Actuellement, les biopiles enzymatiques sont inefficaces, ont une courte durée de vie et ne produisent pas beaucoup d'énergie. Ces problèmes, les chercheurs notent, sont dus à la difficulté de câblage des enzymes et des surfaces des électrodes. Dans cet effort, ils prétendent avoir surmonté une partie de cette difficulté en combinant deux méthodes précédemment développées visant à résoudre le problème. La première méthode consiste à connecter une enzyme à la surface d'une électrode de manière à permettre aux électrons de passer par tunnel entre les deux, c'est ce qu'on appelle le transfert direct d'électrons. La deuxième méthode implique un médiateur qui est utilisé pour aider le transfert - il s'appelle, tout naturellement, transfert d'électrons médié.
Les chercheurs ont combiné les deux approches pour tirer parti des avantages de chacune. Ils ont utilisé la laccase comme enzyme et conçu un système de transfert qui se connectait à un type spécial de surface de nanotube de carbone pour améliorer encore le transfert d'électrons. Le système était composé de trois parties, un composé ABTS (pour servir de médiateur), situé entre un groupe polypyrrole à une extrémité et un groupe pyrène à l'autre.
En testant leur technique, l'équipe a constaté que la densité de courant OOR maximale atteignait 2,45 mA/cm 2 et leur appareil a pu conserver la moitié de son courant ORR pendant 120 jours. Ils suggèrent que leurs résultats sont prometteurs et s'attendent à de nouvelles améliorations à mesure qu'ils affinent la technique.
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