Nouvelles biocathodes graphite/nitrure de carbone amorphe/laccase pour la réduction de l'oxygène par transfert électronique direct - Sorbonne Université Access content directly
Conference Papers Year : 2017

Nouvelles biocathodes graphite/nitrure de carbone amorphe/laccase pour la réduction de l'oxygène par transfert électronique direct

Abstract

Les enzymes constituent une alternative intéressante aux catalyseurs métalliques car elles possèdent une meilleure sélectivité et des performances catalytiques souvent plus élevées. Elles peuvent être utilisées dans différents types de dispositifs électrochimiques comme les piles à combustible1. Nous nous intéressons ici au compartiment cathodique d’une pile à combustible utilisant des enzymes comme biocatalyseurs. Ce type de dispositif est appelé biopile enzymatique. Au niveau de la cathode a lieu la réaction de réduction de l'oxygène (ORR). Parmi les enzymes appartenant à la famille des oxydases multi-cuivres exploitées pour catalyser cette réaction, la laccase de Trametes versicolor, un champignon de la pourriture blanche, est l’un des biocatalyseurs les plus couramment utilisés2, 3. Dans ce travail, la laccase est directement greffée à la surface d’un film mince de nitrure de carbone amorphe (a-CNx) déposé sur du graphite par pulvérisation cathodique magnétron et aucun médiateur redox n’est donc nécessaire pour effectuer le transfert électronique entre le support et l'enzyme. Le nitrure de carbone amorphe constitue un matériau d'électrode de biopile prometteur parce qu’il est conducteur et contient des amines de surface4 nécessaires au greffage enzymatique. Des biocathodes de graphite/a-CNx/laccase ont été développées en améliorant le courant cathodique de réduction de l’oxygène grâce à la maîtrise de l'orientation des enzymes greffées. Pour cela, ces biocathodes ont été caractérisées par voltammétrie cyclique, spectrophotométrie UV-visible et XPS afin de quantifier la quantité d'enzymes greffées. Enfin, la technique de spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) a été utilisée afin de caractériser la cinétique de l'ORR biocatalysée. (1) Rasmussen, M.; Abdellaoui, S.; Minteer, S.D. Biosens. bioelectron. 2016, 76, 91-102. (2) Solomon, E.I. Inorg. Chem. 2016, 55, 6364-6375. (3) Le Goff, A.; Holzinger, M.; Cosnier, S. Cell. Mol. Life Sci. 2015, 72,941-952. (4) Jribi, S.; Cordoba de Torresi, S.I.; Augusto, T.; Cachet, H.; Debiemme-Chouvy, C.; Deslouis, C.; Pailleret, A. Electrochim. Acta 2014, 136, 473-482.
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Dates and versions

hal-03946920 , version 1 (19-01-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03946920 , version 1

Cite

Achraft Blout, Alain Pailleret, Hubert Perrot, Claude Jolivalt. Nouvelles biocathodes graphite/nitrure de carbone amorphe/laccase pour la réduction de l'oxygène par transfert électronique direct. Journées d'Electrochimie 2017 (JE 2017), Société Chimique de France (SCF), Jun 2017, Bordeaux, France. ⟨hal-03946920⟩
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