[01296677]稀土生物胶固定酶电极构建生物燃料电池及其性能研究

本项目开展了稀土离子及稀土氧化物应用于修饰电极，并以此构建生物燃料电池的研究。

稀土离子、市售稀土氧化物以及所制备稀土氧化物纳米材料与阴、阳极电极活性物质复合，通过固定方法的选择修饰电极，对电极性能进行了测定，在此基础上选择电极组合构建燃料电池，对相关性质进行了测试，并探讨了稀土与蛋白质之间的相互作用机理，分析了电极材料、组合方式及结构设计对电池性能的影响，进行电池整体优化。

目前的研究成果表明，稀土离子与稀土氧化物均有可能在与酶共同修饰电极的过程中充当电子转移导体的角色，纳米稀土氧化物在这方面的作用尤为显著;半导体纳米稀土氧化物氧化铈、氧化铥与酶复合修饰电极，可起到促进电子在酶与电极表面传递的作用，并能有效保持酶的生物活性，进行对底物的催化;溶液中稀土离子的存在会影响蛋白质的构象，但对其生物活性影响不大，这样的结果揭示了稀土在一定浓度下使用不会对生物体构成影响，换言之，稀土具备相对的生物安全性;应用纳米氧化铈与酶复合修饰的电极以及包含有葡萄糖及过氧化氢的磷酸缓冲溶液组成的生物燃料电池具有较好的产电特性。

稀土氧化物在修饰电极中所体现的电子导体的作用可推广到其他光电等应用领域。