PERKENALAN PENELITIAN
Elektrokimia
Reaksi oksidasi-reduksi atau disebut juga reaksi redoks merupakan fenomena yang mendasari pembentukan energi kehidupan. Sekarang kita tidak hanya mengenal produksi energi kehidupan tetapi juga prinsip produksi energi sel bahan bakar. Laboratorium kami bertujuan untuk menangkap esensi reaksi redoks terutama dengan pendekatan elektrokimia.
Selain itu, sebagai bagian dari pengembangan aplikasinya, kami mengeksplorasi sel bahan bakar yang dikatalisasi oleh enzim, sensor enzim, “mud batteries” yang dikatalisasi oleh mikroba (microbial fuel cell), dan pembentukan lapisan oksida pada valve metals.
Bioelektrokimia
Bioelektrokimia mencakup studi tentang reaksi transfer elektron langsung antara protein-transfer elektron dan oksidoreduktase serta permukaan elektroda. Dalam kebanyakan kasus, sangat sulit untuk mencapai reaksi transfer elektron antara enzim dan elektroda, yang mana sangat umum terjadi di dalam makhluk hidup. Oleh karena itu, dengan mendesain struktur dan memberikan fungsionalitas pada antarmuka elektroda, dimungkinkan untuk mencapai reaksi transfer elektron yang sulit.
Jika reaksi transfer elektron antara enzim dan elektroda dapat terjadi, reaksi enzim dapat dianalisis sebagai sinyal listrik oleh reaksi transfer elektron, dan selanjutnya dapat diterapkan pada sensor enzim dan sel bahan bakar enzim. Di laboratorium kami, kami telah membuktikan bahwa dengan menggabungkan enzim yang benar-benar mengoksidasi gula dan enzim yang mereduksi oksigen dimungkinkan untuk membuat sel bahan bakar enzim udara-gula yang dapat menghidupkan LED atau menggerakkan motor.
Pengembangan elektroda enzim
Ketika reaksi transfer elektron yang cepat antara enzim dan elektroda terjadi, maka reaksi enzim tersebut dapat dianalisis sebagai sinyal listrik. Salah satu sensor enzim terkenal yang menggunakan prinsip ini adalah sensor glukosa darah tipe mobile. Selain itu, prinsip ini juga dapat diterapkan pada sel bahan bakar enzim, dll., yang mana menghasilkan listrik menggunakan enzim sebagai katalis. Di laboratorium kami, kami juga mengembangkan sel bahan bakar yang dikatalisasi oleh enzim dengan menggabungkan enzim yang mengoksidasi substrat dan enzim yang mereduksi oksigen.
Pembuatan antarmuka elektronik untuk elektroda yang dimodifikasi
“Mud battery” (sel bahan bakar yang dikatalisis oleh mikroorganisme)
Bakteri aerob dan anaerob umumnya dikenal sebagai klasifikasi mikroorganisme. Di sisi lain, dengan fokus pada “aliran” elektron, mikroorganisme juga dapat diklasifikasikan sebagai “bakteri pembangkit tenaga (bakteri transpor elektron)” dan “bakteri listrik (ekstraksi elektron)”. Dengan menggunakan bakteri pembangkit tenaga ini, kita dapat mengembangkan sel bahan bakar mikroba yang menggunakan mikroorganisme sebagai katalisnya. Di laboratorium kami, kami menggunakan lumpur asli untuk “mempromosikan pemurnian lumpur” dan mengekstraksi “listrik sebanyak mungkin” menggunakan “lumpur sebagaimana adanya” dan “mikroba yang hidup di sana”. Dengan konsep itu, kami menamakannya “baterai lumpur (mud battery)”
Pengembangan “mud battery” menggunakan mikroorganisme dan ekspansi ke catu daya independen IoT
Penelitian Dasar Pembentukan Film Oksida Tantalum
Banyak kapasitor digunakan di smartphone, yang juga telah menjadi infrastruktur sosial. Salah satu kapasitor adalah kapasitor tantalum yang dipolimerisasi secara elektrolitik di mana film oksida tantalum dilapisi dengan polimer konduktif. Di laboratorium kami, kami melakukan penelitian dasar tentang pembentukan film oksida tantalum.
Penelitian dasar and pengembangan POSCAP berperforma tinggi
Pengembangan Katalis dan Sensor Elektrokimia Menggunakan Nanopartikel
Karena luas permukaan spesifik nanopartikel sangat besar, sensitivitas elektroda dapat ditingkatkan. Anda juga dapat mengharapkan efek ukuran nano. Di laboratorium kami, kami sedang mengembangkan elektroda reduksi katalitik CO2 elektrokimia menggunakan berbagai logam, paduannya, dan keramik, serta elektroda sensor yang mendeteksi ion dan zat biologis dengan sensitivitas tinggi.
