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Minling Shao

• Enzymatic biofuel cells (EBFCs) have attracted increasing attention recently due to their potential applications as implantable power sources and in small electronic devices as a replacement of batteries. However, there are a number of drawbacks especially with respect to the bioanode which prevent the successful development of EBFCs, such as low current density, insufficient open circuit potential (OCP) and low fuel efficiency. Therefore, novel bioanodes based an Os-complex modified electrodeposition paint incorporating the flavode-hydrogenase of cellobiose dehydrogenase (DH\(\it Mt\)CDH) were designed in order to increase the current density. For improving the OCP a phenothiazine-modified redox polymer with low formal potential was developed and used as mediator to design a DH\(\it Mt\)CDH-based anode. Besides increasing current density and OCP, the improvement of the fuel efficiency was achieved by developing a bienzyme/redox polymer-based anode which can oxidize glucose at C1, C2 and C3 positions.
• Enzymatische Biobrennstoffzellen (EBFCs) sind wegen ihrer potentiellen Anwendung als implantierbare Energiequelle bzw. als Batterieersatz in den letzten Jahren immer stärker in den Fokus der Forschung gerückt. Trotz aller Fortschritte wird die Entwicklung kompletter EBFCs vor allem durch geringe Stromdichten, unzureichende Ruhepotentialen (OCP) und geringe Treibstoffeffizienz insbesondere der Anodenseite behindert. Neue Bioanoden auf Basis von mit Os-Komplexen modifizierten Elektrotauchlacken mit inkorporierter Flavo-dehydrogenasedomäne der Cellobiosedehydrogenase (DH\(\it Mt\)CDH) wurden konzipiert, um höhere Stromdichten zu erreichen. Zur Verbesserung des OCP der Bioanoden wurden mit Phenothiazin modifizierte Redoxpolymere als Redoxmediator von DH\(\it Mt\)CDH eingesetzt. Desweiteren konnte die Treibstoffeffizienz durch Entwicklung einer Bioanode auf Basis von mehreren gekoppelten Enzymreaktionen in einem Redoxpolymer erhöht, da so Glukose an der C1, C2 und C3 Position oxidiert werden kann.