柔性酶生物燃料電池（EBFCs）被認為是可穿戴設備的替代電源，其中基底電極的設計對其機械穩定性和性能輸出具有重要意義。在此，我們開發了一種基于N摻雜石墨烯的集成柔性EBFC，這種氮摻雜石墨烯可以用聚酰亞胺薄膜前驅體通過簡單的激光刻劃法直接獲得。激光刻劃的N摻雜石墨烯（LSNG）具有良好的機械穩定性和導電性。更重要的是，LSNG電極具有良好的電催化性能，可以顯著降低輔酶的過電位。以葡萄糖和氧氣為燃料，集成柔性EBFC在開路電壓（E
OCV）為0.45±0.03v時，可產生27±1.7μW cm
−2的最大功率密度（P
max），優于或可與報道的柔性EBFC相媲美。此外，該裝置的E
OCV在貯存20天后仍保持在初始值的78%，彎曲100次后幾乎沒有變化。總的來說，LSNG是構建集成生物燃料電池和其他靈活設備的一個很有吸引力的備選方案。
Figure 1. 激光雕刻的N摻雜石墨烯的（a）TEM圖、（b）SEM圖、（c）XRD圖譜、（d）拉曼圖譜、（e,f）C 1s和N 1s的XPS圖
Figure 2. 激光雕刻的N摻雜石墨烯基底電極在含不同濃度NADH的0.1 M pH 7.4的磷酸緩沖液中的CV圖和LSV圖。
Figure 3. 在葡萄糖存在下，并含有2 mM NAD
+的PBS緩沖液（0.1 M，pH 7.4）中LSNG/GDH的CV（a）和LSV（b）。以及分別在N
2飽和、空氣飽和和O
2飽和的0.1M、ph7.4 PBS緩沖液中LSNG/BOD生物陰極的CV（c）和LSV（d）
Figure 4. 單個LSI-EBFC在不同葡萄糖濃度下的極化曲線（a）和功率輸出曲線（b）。
相關研究成果于2020年由青島農業大學Li Feng課題組，發表在ACS Sustainable Chem. Eng.（doi:10.1021/acssuschemeng.0c03051）上，原文：Laser-Scribed N-Doped Graphene for Integrated Flexible Enzymatic Biofuel Cells。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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