在波鸿和米尔海姆的研究人员的发展下，氧化还原水凝胶可作为氢化酶的防护盾，防止敏感生物催化剂受到氧气的损害。
在电化学科学中心与马克斯普朗克研究所的科学家发现在燃料电池中使用经济高效的生物催化剂方法，对于利用氢发电向前迈进了一步。
在将来，用氢气发电可能会更加经济环保。在波鸿鲁尔大学的电化学科学中心（CES）和马普学会米尔海姆化学能转换研究所发现了一种使用于燃料电池中经济高效的生物催化剂方法。燃料电池发电通过转换氢气和氧气变成水。开始，科学家和工程师在这个过程中使用贵重金属来催化。虽然这种方法效率高而且稳定，但因昂贵所以只能小规模可用。这组在波鸿和米尔海姆的研究员现在找到了一种用聚合物保护高效酶的方法，这样不会像无保护的生物催化剂被燃料电池的工作条件快速损坏。
很多细菌和藻类领先于科技，他们用氢化酶，例如酶或像铁，镍等广泛可用的元素的生物催化剂，去生成氢气，完全避免使用例如铂的贵重金属。氢化酶作为催化剂不只生成氢气，但也从它的吸收中提供电子，这在之后可以被燃料电池用来发电，水是唯一的废物。最高效的氢化酶能达到和铂一样的转换效率。“氢化酶可能因此作为贵重金属的有趣替代品，”波鸿鲁尔大学分析化学的主席Wolfgang Schuhmann说。
然而，直到现在，科技不能使这些酶用于燃料电池，因为氢化酶不能在燃料电池的工作条件下使用，因为氧气水平和高电势让生物催化剂失效。
氧化还原水凝胶：高效而敏感催化剂的保护盾
波鸿和米尔海姆的研究团队现在发展出一个允许敏感催化剂在燃料电池中工作的概念。主要是，研究员用防护母体保护催化剂，他们所特制的性能允许材料抑制失效环节。
不是直接使氢化酶与电极接触，他们把敏感催化剂并入了氧化还原水凝胶。这既作为氧化还原缓冲剂又是氧气清除剂，并意味着高电势和氧气对水凝胶膜下面的生物催化剂都无作用了。在特定操作条件下，用水凝胶改造过的燃料电池可以把化学能从氢气转换成电能达多个星期。没有水凝胶的话，氢化酶瞬间就被损坏了。
“水凝胶的概念打开了在燃料电池中使用敏感生物和人工催化剂的可能性，它本身的稳定性已经不能被提高了，”Wolfgang Lubitz，马普学会米尔海姆化学能转换研究所主任说，“这代表生物燃料电池设计和社会上可持续发展能源产业向前迈进的一大步。”
本项目在Cluster of Excellence RESOLV（EXC 1069）的框架下被德国研究基金会（DFG）所支持。
