Eine Redoxpolymer‐basierte Gasdiffusions‐H₂‐Oxidationsbioanode mit hoher Stromdichte unter Verwendung von [FeFe]‐Hydrogenase aus Desulfovibrio desulfuricans integriert in einer membranfreien Biobrennstoffzelle

Abstract

Die Verwendung hochaktiver, aber zeitgleich auch hochempfindlicher Katalysatoren (z. B. [FeFe]‐Hydrogenase aus Desulfovibrio desulfuricans) in Biobrennstoffzellen ist nach wie vor eine der größten Herausforderungen bei der nachhaltigen Energieumwandlung. Wir berichten über die Herstellung einer auf Gasdiffusionselektroden‐basierten H2 /O2‐Biobrennstoffzelle, die mit einer [FeFe]‐Hydrogenase/Redoxpolymer‐basierten H2‐Oxidationsbioanode mit hoher Stromdichte ausgestattet ist. Die Bioanoden zeigen Benchmark‐Stromdichten von ca. 14 mA cm−2, und die entsprechenden Brennstoffzellentests zeigen einen Benchmark für eine Polymer/Hydrogenase‐basierte Biobrennstoffzelle mit herausragenden Leistungsdichten von 5.4 mW cm−2 bei 0.7 V Zellspannung. Darüber hinaus wird die hochempfindliche [FeFe]‐Hydrogenase durch das Redoxpolymer vor Sauerstoffschäden geschützt und kann unter 5 % O2 arbeiten.