Glucose/O2酵素型生物燃料電池中陽極及全電池之製備與性質

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題名:	Glucose/O2酵素型生物燃料電池中陽極及全電池之製備與性質
作者:	張永昌杜景順
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	膽紅素酵素無隔膜式生物燃料電池中孔碳材功率密度葡萄糖氧化酵素
日期:	2012
上傳時間:	2013-07-23 15:56:09 (UTC+8)
出版者:	台中;國立勤益科技大學
摘要:	在本論文中，利用一步驟合成法，製備中孔碳(Mesoporous carbon, MC)作為載體，利用BET與TEM分析製備所得中孔碳之性質。利用中孔碳作為GOx載體製備完成Chitosan/GOx/MC/Au/Al2O3電極，探討影響葡萄糖氧化之各種因素。最後利用Chitosan/GOx/TMPD (N,N,N´,N´-Tetramethyl-p-phenylenediamine) /MC/Au/Al2O3電極與Chitosan/BOD/ABTS(2,2’-azinobis(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonate))/MC/Au/Al2O3電極組成無隔膜式之生物燃料電池，探討此燃料電池之性質及其影響因素。 Chitosan/GOx/TMPD/MC/Au/Al2O3電極在氧化葡萄糖之探討中，發現當GOx用量為100 μg (1.73U)時，GOx具有最高的酵素利用率；當2.5 μmol TMPD固定在GOx與MC之間時具有最佳之電子傳遞效率；最佳之pH與溫度則分別為7.0與37˚C。以Chitosan/GOx/TMPD/MC/Au/Al2O3電極為工作電極進行葡萄糖氧化時，在-0.05~0.3 V間存在有以TMPD為電子傳遞媒介物之間接電子傳遞機構，當電位大於0.3 V時則存在有GOx與電極間之直接電子轉移機構。以Chitosan(0.18 µmol)/GOx(1.73U)/TMPD(2.5 µmol)/MC/Au/Al2O3作為工作電極，在37˚C，pH 7之緩衝溶液中，在30 mM葡萄糖情況下，可得最佳之間接電子轉移機構氧化電流為26.57±6.12 µA(0.3 V)；在電位0.6 V時，葡萄糖氧化極限電流為41.34±2.11 µA(包括間接與直接電子轉移機構)。無隔膜式之葡萄糖/氧氣生物燃料電池在pH由5增加至7下操作時，功率密度由8.45±0.09增加至最大值26.11±0.28 µW cm-2；當pH值增加為8時，功率密度下降為7.38±2.04 µW cm-2。在溫度探討上，發現當溫度由20增加至25℃時，功率密度由19.74±0.48增加至最大值之26.11±0.28 µW cm-2；當溫度再增加為37℃時，功率密度下降為7.20±0.99 µW cm-2。當葡萄糖濃度由20增加至30 mM時，功率密度由19.94±2.74增加至最大值之26.11±0.28 µW cm-2；當濃度再增加為60 mM時，功率密度則下降為18.49±0.45 µW cm-2。本論文中製備之無隔膜式之葡萄糖/氧氣生物燃料電池，最佳操作條件25℃，pH 7及30 mM葡萄糖濃度，此時可獲得最大輸出功率密度26.11±0.28 µW cm-2。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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