바이오애노드, 바이오캐소드 및 바이오연료 전지 내의효소를 사용하는 직접 전자 전달 document_id 1020087013197

[청구항 1] (a) 전자 도체; (b) 연료 유체와 반응하여 산화된 형태의 연료 유체를 생성할 수 있으며, 전자 도체로 전자를 방출할 수 있는 하나 이상의 애노드 효소; 및 (c) 효소를 고정화 및 안정화시킬 수 있으며, 연료 유체에 투과성인 효소 고정화 물질 을 포함하는 바이오애노드 [청구항 2] (a) 전자 도체; (b) 산화제와 반응하여 물을 생성할 수 있으며, 전자 도체로부터 전자를 수득할 수 있는 하나 이상의 캐소드 효소; 및 (c) 효소를 고정화 및 안정화시킬 수 있으며, 산화제에 투과성인 효소 고정화 물질 을 포함하는 바이오캐소드 [청구항 3] 연료 유체; 제1항의 바이오애노드; 및 제2항의 바이오캐소드를 포함하는 전기 발생용 바이오연료 전지 [청구항 4] 연료 유체; 제1항의 바이오애노드; 및 캐소드를 포함하는 전기 발생용 바이 오연료 전지 [청구항 5] 연료 유체; 애노드; 및 제2항의 바이오캐소드를 포함하는 전기 발생용 바이오연료 전지 [청구항 6] 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,효소 고정화 물질이 미셀 또는 역 미셀 구조포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 7] 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,효소 고정화 물질이 개질된 퍼플루오로 술폰산-ptfe 공중합체포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 8] 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,효소 고정화 물질이 소수성 개질된 알기네이트포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 9] 제7항 또는 제8항에 있어서,효소 고정화 물질이 nh4+ 보다 큰 소수성 양이온개질된 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 10] 제9항에 있어서,소수성 양이온이 암모늄-기재 양이온, 4급 암모늄 양이온, 알킬트리메틸암모늄 양이온, 유기 양이온, 포스포늄 양이온, 트리페닐포스포늄, 피리디늄 양이온, 이미다졸륨 양이온, 헥스데실피리디늄, 에티듐, 비올로겐, 메틸 비올로겐, 벤질 비올로겐, 비스(트리페닐포스핀)이미늄, 금속 착체, 바이피리딜 금속 착체, 페난트롤린-기재 금속 착체, [ru(바이피리딘포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 11] 제9항에 있어서,소수성 양이온이 하기 화학식 4로 나타낸 4급 암모늄 이온을 포함하는 것인 바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지.<화학식 4> 상기 식에서, r1, r2, r3 및 r4는 독립적으로 수소, 히드로카르빌치환된히드로카르빌 또는 헤테로시클로이고, 여기서 r1, r2, r3 및 r4 중 하나 이상은 수소가 아니다. [청구항 12] 제11항에 있어서,독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸노닐또는 데실이고, 여기서 r1, r2, r3 및 r4 중 하나 이상은 수소가 아닌 바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 15] 제11항에 있어서,4 중 하나가 헥실, 옥틸, 데실, 도데실 또는 테트라데실이고, 나머지는 독립적으로 메틸, 에틸프로필인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 16] 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,효소 고정화 물질이소수성개질된다당류인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 17] 제16항에 있어서,다당류가 키토산, 셀룰로스, 키틴, 전분, 아밀로스, 알기네이트 및 이들의 조합포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 18] 제17항에 있어서,상기 소수성 개질된 미셀 다당류가 하기 화학식 1에 상응하는 것인 바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지.<화학식 1>상기 식에서, n은 정수이고;r10은 독립적으로 수소, 히드로카르빌 또는 치환된 히드로카르빌이고;r11은 독립적으로 수소, 히드로카르빌치환된히드로카르빌이다. [청구항 19] 제18항에 있어서,소수성nan개질된다당류의 분자량이 약 90,000 내지 약 500,000인 바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 20] 제18항에 있어서,소수성nan개질된다당류의 분자량이 약 225,000 내지 약 275,000인 바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 21] 제18항에 있어서,10이 독립적으로 수소 또는 알킬이고, r11이 독립적으로 수소알킬인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 23] 제18항에 있어서,10이 독립적으로 수소 또는 옥틸이고, r11이 독립적으로 수소 또는 옥틸인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 24] 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,전자 도체가 탄소-기재 물질, 금속성 도체, 반도체, 금속 산화물 또는 개질된 도체포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 25] 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,전자 도체가 탄소-기재 물질포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 26] 제25항에 있어서,전자 도체가 탄소 직물, 카본지, 탄소 스크린 인쇄 전극, 카본 블랙, 탄소 분말, 탄소 섬유, 단일벽 탄소 나노튜브, 이중벽 탄소 나노튜브, 다중벽 탄소 나노튜브, 탄소 나노튜브 배열, 다이아몬드-코팅된 도체, 유리 탄소, 중간 다공성 탄소, 그래파이트, 압착되지 않은 그래파이트 웜(worm), 박리 정제된 플레이크 그래파이트, 고성능 그래파이트, 고정렬된 열분해 그래파이트, 열분해 그래파이트 또는 다결정질 그래파이트포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 27] 제25항에 있어서,전자 도체가 탄소 나노튜브포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 28] 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드 효소 또는 애노드 효소가 하나 초과의 산화환원 반응 중심포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 29] 제28항에 있어서,캐소드 효소 또는 애노드 효소가 빌리루빈 옥시다제, 라카아제, pqq-의존성 히드로게나제, 리폭시게나제, 수퍼록시드 디스뮤타제, 퍼록시다제 또는 이들의 조합포함하는 것인바이오애노드, 바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 30] 제2항, 제3항 및 제5항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,캐소드 효소가 빌리루빈 옥시다제 또는 수퍼록시드 디스뮤타제포함하는 것인바이오캐소드 또는 바이오연료 전지. [청구항 31] 제1항, 제3항, 제4항 및 제6항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,애노드 효소가 pqq-의존성 데히드로게나제 또는 리폭시게나제포함하는 것인바이오애노드 또는 바이오연료 전지. [청구항 32] 제3항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,산화제가 산소 또는 과산화물포함하는 것인바이오연료 전지. [청구항 33] 제32항에 있어서,산화제가 산소포함하는 것인바이오연료 전지. [청구항 34] 제3항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,연료 유체가 암모니아, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소부탄올, 부탄올, 이소프로판올, 알릴 알코올, 아릴 알코올, 글리세롤, 프로판디올, 만니톨, 글루쿠로네이트, 알데히드, 탄수화물, 글루코스, 글루코스-1, d-글루코스, l-글루코스, 글루코스-6-포스페이트, 락테이트, 락테이트-6-포스페이트, d-락테이트, l-락테이트, 프룩토스, 갈락토스-1, 갈락토스, 알도스, 소르보스, 만노스, 글리세레이트, 조효소 a, 아세틸 co-a, 말레이트, 이소시트레이트, 포름알데히드, 아세트알데히드, 아세테이트, 시트레이트, l-글루코네이트, β-히드록시스테로이드, α-히드록시스테로이드, 락트알데히드, 테스토스테론, 글루코네이트, 지방산, 지질, 포스포글리세레이트, 레티날, 에스트라디올, 시클로펜탄올, 헥사데칸올, 장쇄 알코올, 코니페릴-알코올, 신나밀-알코올, 포르메이트, 장쇄 알데히드, 피루베이트, 부타날, 아실-coa, 스테로이드, 아미노산, 플라빈, nadh, nadh2, nadph, nadph2 또는 수소포함하는 것인바이오연료 전지. [청구항 35] 제34항에 있어서,연료 유체가 메탄올, 에탄올 또는 프로판올포함하는 것인바이오연료 전지. [청구항 36] 제34항에 있어서,연료 유체가 에탄올포함하는 것인바이오연료 전지. [청구항 37] 제3항 및 제6항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,바이오애노드 및 바이오캐소드가염 브릿지또는중합체막에의해분리되지 않은 것인바이오연료 전지.