Metalloenzymes as Inspirational Electrocatalysts for Artificial Photosynthesis : From Mechanism to Model Devices

این پایان نامه مجموعه ای از تحقیقات طراحی شده برای ارزیابی ارزش متالوآنزیم ها در سیستم های فتوسنتز مصنوعی و سازگار را شرح می دهد. تحقیق ارائه شده به بررسی تأثیر متقابل بین خواص ذاتی آنزیم مانند ساختار، سرعت و ترمودینامیک و خواص مواد نیمه هادی که آنزیم به آن متصل است می پردازد. نویسنده، آندریاس باخمایر، مقدمه‌ای جامع بر حوزه بین‌رشته‌ای فتوسنتز مصنوعی ارائه می‌کند و به خواننده اجازه می‌دهد تا آخرین رویکردهای مورد بررسی، از سیستم‌های مولکولی تا کاتالیز سطحی ناهمگن را درک کند. کار باخمایر همچنین از متالوآنزیم‌ها استفاده می‌کند تا اهمیت کاتالیزورهای برگشت‌پذیر را در حذف بار نرخ‌ها و بازده الکتروکاتالیستی ضعیف که مشخصه‌های رایج برای اکثر سیستم‌های فتوسنتز مصنوعی است، برجسته کند. به طور کلی، این پایان نامه به تازه واردان و دانشجویان این رشته شواهدی ارائه می دهد که نشان می دهد می توان از متالوآنزیم ها برای ایجاد مسیرهای جدید در تحقیقات فتوسنتز مصنوعی استفاده کرد.

This thesis describes a series of investigations designed to assess the value of metalloenzymes in systems for artificial and adapted photosynthesis. The research presented explores the interplay between inherent enzyme properties such as structure, rates and thermodynamics, and the properties of the semiconducting materials to which the enzyme is attached. Author, Andreas Bachmeier provides a comprehensive introduction to the interdisciplinary field of artificial photosynthesis, allowing the reader to grasp the latest approaches being investigated, from molecular systems to heterogeneous surface catalysis. Bachmeier’s work also uses metalloenzymes to highlight the importance of reversible catalysts in removing the burden of poor electrocatalytic rates and efficiencies which are common characteristics for most artificial photosynthesis systems. Overall, this thesis provides newcomers and students in the field with evidence that metalloenzymes can be used to establish new directions in artificial photosynthesis research.