Bioelectrocatalytic CO<sub>2</sub> Reduction by Redox Polymer-Wired Carbon Monoxide Dehydrogenase Gas Diffusion Electrodes

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作者
Jana M Becker,Anna Lielpetere,Julian Szczesny,João R C Junqueira,Patricia Rodríguez-Maciá,James A. Birrell,Felipe Conzuelo,Wolfgang Schuhmann
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (41): 46421-46426
标识
DOI:10.1021/acsami.2c09547
摘要

The development of electrodes for efficient CO2 reduction while forming valuable compounds is critical. The use of enzymes as catalysts provides the advantage of high catalytic activity in combination with highly selective transformations. We describe the electrical wiring of a carbon monoxide dehydrogenase II from Carboxydothermus hydrogenoformans (ChCODH II) using a cobaltocene-based low-potential redox polymer for the selective reduction of CO2 to CO over gas diffusion electrodes. High catalytic current densities of up to -5.5 mA cm-2 are achieved, exceeding the performance of previously reported bioelectrodes for CO2 reduction based on either carbon monoxide dehydrogenases or formate dehydrogenases. The proposed bioelectrode reveals considerable stability with a half-life of more than 20 h of continuous operation. Product quantification using gas chromatography confirmed the selective transformation of CO2 into CO without any parasitic co-reactions at the applied potentials.
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