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Abstrakt
Enzymatische Elektrosynthese: Ein Überblick über die Fortschritte bei Enzymelektroden zur Produktion von Strom, Kraftstoffen und Chemikalien
Xochitl Dominguez-Benetton, Sandipam Srikanth, Yamini Satyawali, Karolien Vanbroekhoven und Deepak Pant
Das jüngste Interesse an der Produktion von Biorohstoffen durch bioelektrochemische Systeme hat das Interesse an enzymkatalysierten Redoxreaktionen geweckt. Enzymkatalysierte Elektroden sind als Sensoren und Stromgeneratoren gut etabliert. Ein Paradigmenwechsel in der jüngsten Wissenschaft hin zur Produktion nützlicher Chemikalien hat jedoch das Gesicht der Biobrennstoffzellen verändert und die Produktion von Brennstoffen oder Chemikalien in den Vordergrund gestellt. Dieser Übersichtsartikel stellt umfassend die Fortschritte auf dem Gebiet der Enzymelektroden für die Produktion von Elektrizität, Brennstoffen und Chemikalien dar und zielt darauf ab, einen praktischen Überblick zum Verständnis der Verwendung einzelner oder mehrerer Redoxenzyme als Elektrokatalysatoren für deren Elektronentransfer auf Elektroden zu geben. Er bietet auch aktuelle Informationen zu den verschiedenen bestehenden Verfahren zur Herstellung von Enzymelektroden. Erfolgreich durchgeführte elektroenzymatische anodische und kathodische Reaktionen werden zusammen mit ihren potenziellen Anwendungen weiter erörtert. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf den neuartigen Einzel-/Mehrfachenzymsystemen für die Produktsynthese und andere Anwendungen. Abschließend werden technisch-ökonomische und ökologische Elemente für die industrielle Verarbeitung mit enzymkatalysierten bioelektrochemischen Systemen (e-BES) antizipiert, um nützliche Strategien für die Weiterentwicklung dieser Technologie bereitzustellen.