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生物燃料电池是基于生物催化剂(如酶和微生物)将化学能转化为电能的能源转换技术。近年来，生物燃料电池已经成为生物电化学和电分析化学等领域的前沿研究课题。本论文针对生物燃料电池研究中的关键问题，基于碳纳米管优良的电子、结构和电化学性能，开展碳纳米管生物燃料电池的研究。具体工作可以概括为以下几个方面：
1、基于碳纳米管(CNT)和部分具有电化学活性的染料分子(如亚甲基蓝(MB)和亚甲基绿(MG))间的疏水和电荷转移相互作用，制备了MB/CNT和MG/CNT纳米复合物。探讨了制备的纳米复合物对于辅酶NADH电化学催化性能，并依此分别建立了基于乙醇脱氢酶和葡萄糖脱氢酶的乙醇和葡萄糖生物电化学催化体系，研制了分别以乙醇和葡萄糖为生物燃料的生物燃料电池阳极。
2、以Heme蛋白质(辣根过氧化物酶、血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素c)为模型蛋白质，研究了碳纳米管在蛋白质直接电化学研究中的应用。研究发现，碳纳米管不仅可以很好地固定酶和蛋白质，而且能够实现其直接电化学。进一步研究发现，碳纳米管也能够很好地促进蓝铜族酶(漆酶(Laccase)和胆红素氧化酶(Bilirubin Oxidase))的直接电化学。在此基础上，我们成功实现了基于Laccase和BOD生物电化学催化的氧气电化学还原新体系，并研制了氧气电化学还原的生物燃料电池阴极。
3、在以上两方面工作的基础上，以碳纳米管为电极材料，以脱氢酶和蓝铜族酶分别作为阳极和阴极的生物催化剂，研制了具有纳米结构的全酶无隔膜型的葡萄糖/氧气、乙醇/氧气生物燃料电池。电池的开路电位分别为0.80 V和0.55 V，最大输出功率分别为9.5μW/cm2和11μW/cm2。电池可以稳定地连续工作一周。根据建立的生物燃料电池的特点，考察了葡萄糖/氧气电池在血清中的输出性能。