ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี
นักวิจัย : ธานินทร์ แตงกวารัมย์
คำค้น : Bilirubin oxidase , Biofuel cells , Glucose oxidase , Nanotechnology , Sensors , กลูโคสออกซิเดส , นาโนเทคโนโลยี , บิริลูบินออกซิเดส , เซนเซอร์ , เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2556
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5280159 , http://research.trf.or.th/node/7489
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้ประกอบด้วย 3 งานวิจัย คือ (I) กลูโคสไบโอเซนเซอร์ (II) ออกซิเจนไบโอเซนเซอร์ และ (III) การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ (I) ในงานวิจัยแรกนี้ได้ประกอบกลูโคสไบโอเซนเซอร์โดยการนาตัวเร่งทางชีวภาพคือกลูโคสออกซิ เดสมาตรึงร่วมกับตัวเร่งทางไฟฟ้าคือคาร์บอนนาโนทิวบ์ และเฟอร์ริคเฟอโรไซยาไนด์บนพื้นผิวของทองนาโน การใช้เทคนิคแอมเปอโรเมตรีทดสอบศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมในการให้แก่ขั้วไฟฟ้าซึ่งพบว่าที่ศักย์ไฟฟ้า 0.0 โวลต์ ให้กระแสรีดักชัน และเลือกศักย์ไฟฟ้าดังกล่าวในการหาลักษณะเฉพาะของกลูโคสไบโอเซนเซอร์ พบว่ากลูโคสไบโอเซนเซอร์มีช่วงเป็นเส้นตรงในช่วง 10 ไมโครโมลาร์ ถึง 13 มิลลิโมลาร์ มีค่าขีดจากัดการตรวจวัดกลูโคสอยู่ในเท่ากับ 7.80 ไมโครโมลาร์ มีอายุใช้งาน 12 ครั้ง (II) งานวิจัยนี้ได้ศึกษาปฏิกิริยารีดักชันของออกซิเจนโดยใช้เอนไซม์บิลิรูบินออกซิเดสเป็นตัวเร่งทางชีวภาพและใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์-ทองนาโนเป็นตัวเร่งทางเคมีไฟฟ้าบนผิวหน้าขั้วไฟฟ้ากลาสสิคาร์บอนเพื่อใช้เป็นออกซิเจนเซนเซอร์ นาคาร์บอนนาโนทิวบ์ ทองนาโน และเอนไซม์บิลิรูบินออกซิเดสมาใช้ปรับปรุงขั้ว ซึ่งมี 6 ขั้วด้วยกันคือ ขั้วไฟฟ้ากลาสสิคาร์บอนเปลือย ขั้วไฟฟ้าบีโอดี ขั้วไฟฟ้าคาร์บอนนาโนทิวบ์ ขั้วไฟฟ้าบีโอดี/ทองนาโน ขั้วไฟฟ้าทองนาโน/คาร์บอนนาโนทิวบ์ และขั้วไฟฟ้าบีโอดี/ทองนาโน/คาร์บอนนาโนทิวบ์ พบว่าขั้วไฟฟ้าปรับปรุงบีโอดี/ทองนาโน/คาร์บอนนาโนทิวบ์เป็นขั้วไฟฟ้าปรับปรุงที่ให้กระแสสูงที่สุด ศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมสาหรับงานวิจัยนี้คือ -0.4 โวลต์ ไบโอเซนเซอร์นี้ไม่แตกต่างจากออกซิเจนเซนเซอร์ที่ได้มาจากเชิงพาณิชย์ในการวัดความเข้มข้นของออกซิเจนในแหล่งน้าธรรมชาติโดยสถิติทดสอบทีที่ระดับความเชื่อมั่น 95% (III) การสร้างเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพซึ่งประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าคาร์บอนขนาด 1 ตารางเซนติเมตร จานวน 2 ชิ้น โดยนามาปรับปรุงด้วยอนุภาคนาโนทองและคาร์บอนนาโนทิวบ์ การทดลองจะทาการทดลองที่อุณหภูมิห้องโดยตรึงขั้วไฟฟ้าแอโนดด้วยเอนไซม์กลูโคสออกซิเดส ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าแคโทดจะตรึงด้วยเอนไซม์บิลิรูบินออกซิเดส เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพให้กาลังไฟฟ้าภายใต้สภาวะที่เหมาะสมโดยให้กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ 90.54 มิลลิแอมแปร์ ให้ศักย์ไฟฟ้าสูงสุดที่ 43.56 มิลลิโวลต์ และให้กาลังไฟฟ้าสูงสุดที่ 3.94 มิลลิวัตต์ This work was consisted of 3 projects; (i) glucose biosensor (II) oxygen biosensor, and (III) biofuel cells development. (I) Glucose biosensor based on the deposition of biocatalytic activity of glucose oxidase (GOx) with the electrochemical properties of carbon nanotubes (CNT) and ferric/ferrocyanide on gold nanoparticles (AuNP) (GOx/FeIIFeIII(CN)6/AuNP/CNT/GCE) for determination of glucose is described. Amperometric techniques was used for testing applied potential and it was found that the +0.0 V was the appropriate operational potential. The biosensor gave a detection limit of 7.80 μM with the linearity in the range of 10 μM to 13 mM of glucose and life time 12 times. (II) The O2 reduction based on the deposition of biocatalytic activity of billirubin oxidase (BOD) and the electrochemical properties of carbon nanotube (CNT) and gold nanoparticles (AuNP) on the surface of glassy carbon electrode for oxygen biosensor. The six modified/unmodified electrodes comprising of Bare GCE, BOD/GCE, CNT/GCE, BOD/AuNP/GCE, AuNP/CNT/GCE, and BOD/AuNP/CNT/GCE were fabricated. The results from cyclic voltammetry and chronoamperometry showed that the current on the BOD/AuNP/CNT/GCE was gave the highest current than others. The applied potential was suitable at -0.4 V. The biosensor was comparative to the commercial O2 sensor for O2 detection in natural water at 95% confidence level of student’s t-test. (III) A biofuel cell, consisting of two of 1 square centimeter carbon electrodes assembled after the modification of the gold nanoparticles/carbon nanotube is constructed and operating at the room temperature. An anode of the biofuel cell was immobilized with glucose oxidase (GOx), while a cathode was immobilized with bilirubin oxidase (BOD). The maximum current of this biofuel cell was 90.54 mA with a maximum cell voltage of 43.56 mV and with a maximum power of 3.94 mW.

บรรณานุกรม :
ธานินทร์ แตงกวารัมย์ . (2556). เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ธานินทร์ แตงกวารัมย์ . 2556. "เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ธานินทร์ แตงกวารัมย์ . "เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2556. Print.
ธานินทร์ แตงกวารัมย์ . เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพโดยอาศัยการเร่งปฏิกิริยาของไบโอนาโนเทคโนโลยี. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2556.