[发明专利]生物阴极中的固定化酶

权利要求书

1.生物阴极，其包含：

(a)电子导体；

(b)至少一种酶，其能够与电子介体的还原形式和氧化剂反应产生电子介体的氧化形式和水；和

(c)酶固定化材料，其包含电催化剂，该酶固定化材料能够固定和稳定所述酶，该材料对所述氧化剂是可渗透的，电催化剂的氧化形式能够从电子导体得到电子以产生电催化剂的还原形式，该电催化剂的还原形式能够与电子介体的氧化形式反应产生电子介体的还原形式和电催化剂的氧化形式；

其中电催化剂以足够使得酶固定化材料传导电子的浓度存在。

2.生物阴极，其包含：

(a)电子导体；

(b)至少一种酶，其能够与电子介体的还原形式和氧化剂反应产生电子介体的氧化形式和水；和

(c)酶固定化材料，其包含所述电子介体，该酶固定化材料能够固定和稳定所述酶，该材料对氧化剂是可渗透的，电子介体的氧化形式能够从电子导体得到电子以产生电子介体的还原形式；

其中电子介体以足够使得酶固定化材料传导电子的浓度存在。

3.生物阴极，其包含：

(a)电子导体；

(b)至少一种酶，其能够与电子介体的还原形式和氧化剂反应产生电子介体的氧化形式和水；和

(c)酶固定化材料，其包含电子介体和电催化剂，该酶固定化材料能够固定和稳定所述酶，所述材料对于所述氧化剂是可渗透的，所述电催化剂的氧化形式能够从电子导体得到电子以产生电催化剂的还原形式，该电催化剂的还原形式能够与电子介体的氧化形式反应以产生电子介体的还原形式和电催化剂的氧化形式；

其中电催化剂以足够使得所述酶固定化材料传导电子的浓度存在。

4.生物阴极，其包含：

(a)电子导体；

(b)至少一种酶，其能够与电子介体的还原形式和氧化剂反应产生电子介体的氧化形式和水；和

(c)酶固定化材料，其包含电子介体和电催化剂，该酶固定化材料能够固定和稳定所述酶，所述材料对于所述氧化剂是可渗透的，电催化剂的氧化形式能够从电子导体得到电子以产生电催化剂的还原形式，该电催化剂的还原形式能够与电子介体的氧化形式反应产生电子介体的还原形式和电催化剂的氧化形式；

其中电子介体以足够使得所述酶固定化材料传导电子的浓度存在。

5.用于产生电的生物燃料电池，其包含：

燃料液体；

电子介体；

能够反应以氧化燃料液体的阳极；和

权利要求1的生物阴极。

6.用于产生电的生物燃料电池，其包含：

燃料液体；

能够反应以氧化燃料液体的阳极；和

权利要求2的生物阴极。

7.用于产生电的生物燃料电池，其包含：

燃料液体；

能够反应以氧化燃料液体的阳极；和

权利要求3的生物阴极。

8.用于产生电的生物燃料电池，其包含：

燃料液体；

能够反应以氧化燃料液体的阳极；和

权利要求4的生物阴极。

9.权利要求1的生物阴极，其中所述酶固定化材料包含胶束或者反向胶束结构。

10.权利要求1的生物阴极，其中所述酶固定化材料包含修饰的全氟磺酸-PTFE共聚物。

11.权利要求1的生物阴极，其中所述电子导体包含基于碳的材料、金属导体、半导体、金属氧化物或者经修饰的导体。

12.权利要求1的生物阴极，其中所述电子导体包含基于碳的材料。

13.权利要求1的生物阴极，其中所述电子导体包含炭布、复写纸、碳屏幕印刷的电极、炭黑、炭粉、碳纤维、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米管阵列、金刚石-涂布的导体、玻璃碳、中孔碳、石墨、未压缩的石墨蠕虫、分层的经纯化的片状石墨、高性能石墨、高度有序的热解石墨、热解石墨或者多晶石墨。

14.权利要求1的生物阴极，其中所述酶固定化材料用大于NH₄⁺的疏水阳离子修饰。