Projektowanie hybrydowych nanomateriałów zawierających enzym do zastosowania w mikrobioogniwie paliwowym.

Niniejsza praca poświęcona jest konstrukcji i badaniom hybrydowych bioogniw przepływowych zawierających anodę cynkową oraz pełnych bioogniw z enzymatyczną anodą w celu zastosowania ich jako źródło zasilania układu elektronicznego zintegrowanego z czujnikiem na katechol. Do konstrukcji biokatod wybrano lakazę Trametes versicolor i oksydazę bilirubinową Myrothecium verrucaria. Wyznaczono optymalne parametry biokatod, których podłożem przewodzącym był papier węglowy. W pracy wykazano wysoką efektywność bioogniw hybrydowych, zbudowanych z wielowarstwowych biokatod i anody cynkowej. Bioogniwa były stabilne w czasie, zasilając urządzenie elektroniczne w cyklicznym trybie pracy. Zaprezentowano również pełne bioogniwo przepływowe, wykorzystujące dehydrogenazę fruktozową Gluconobacter jako enzym na anodzie. Szeregowe połączenie bioogniw pozwoliło na poprawę parametrów prądowych układu, a trzy szeregowo połączone bioogniwa pracujące w warunkach przepływowych wystarczały do zasilenia całego urządzenia elektronicznego.

This work was devoted to the construction and studies of hybrid flow biofuel cells containing a zinc anode and full biofuel cells with an enzymatic anode to be used as the power source of the electronic device integrated with a catechol sensor. For the construction of the biocathodes either laccase Trametes versicolor or bilirubin oxidase Myrothecium verrucaria were selected. The optimal parameters of these carbon paper based biocathodes were evaluated. In the PhD work, high efficiency of the hybrid biofuel cells composed of multilayer biocathodes and zinc anode was proved. The biofuel cells were stable in time and supplied sufficient power to electronic devices in a pulsed regime of work. The full biofuel cell was also presented, employing fructose dehydrogenase Gluconobacter as the anode enzyme. Connection of the biofuel cells in a series allowed to increase the current parameters and three biofuel cells working under flow conditions were found sufficient for powering of the whole electronic device.