इलेक्ट्रोकैटालिटिक ऊर्जा रूपांतरण में उलटा करने की क्षमता और दक्षता और एंजाइमों से सबक

एंजाइम अत्यधिक कुशल उत्प्रेरकों के रूप में लंबे समय से स्थापित हैं। यहाँ, हम दिखाते हैं कि एंजाइम भी अत्यधिक कुशल इलेक्ट्रोकैटालिस्ट (इलेक्ट्रोड पर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उत्प्रेरक) हो सकते हैं। अपने अधिकांश आकार में बड़े और इलेक्ट्रॉनिक रूप से इंसुलेटिंग होने के बावजूद, कुछ एंजाइम, जब एक इलेक्ट्रोड से जुड़े होते हैं, तो उन इलेक्ट्रोकैमिकल प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जो अन्यथा अत्यधिक सुस्त होती हैं (यहां तक कि सबसे अच्छे सिंथेटिक उत्प्रेरकों के साथ) और एक उपयोगी दर प्राप्त करने के लिए एक बड़े ओवरपोटेंशियल की आवश्यकता होती है। ये एंजाइम उच्च इलेक्ट्रोकैटालिटिक धाराएँ उत्पन्न करते हैं, जो एकल द्विदिश वोल्टामेट्रिक तरंगों में प्रदर्शित होती हैं जो सब्सट्रेट रेडॉक्स युग्म के संतुलन संभावनाओं पर तेजी से दिशा बदलती हैं (ऑक्सीडेशन और कमी के बीच)। CO(2) कमी जैसे कुख्यात उलट न करने वाली प्रक्रियाएँ इस प्रकार इलेक्ट्रोकैमिकल रूप से उलटने योग्य बन जाती हैं - यह आणविक विकास का परिणाम है जो थर्मोडायनामिक दक्षता के लिए कठोर जैविक ड्राइवर्स को प्रतिक्रिया करता है। इस प्रकार एंजाइम भविष्य की ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के उत्प्रेरकों के लिए उच्च मानक स्थापित करते हैं।