Elektroenzymatische Stickstofffixierung unter Verwendung eines MoFe‐Proteinsystems immobilisiert in einem organischen Redoxpolymer

Wir berichten über ein auf einem Polymer basierendes,elektroenzymatisches Stickstofffixierungssystem unter Verwendung eines metallfreien Redoxpolymers – mit Neutralrot modifiziertes Poly(glycidylmethacrylat-co-methylmethacrylat- co-poly(ethylenglycol)methacrylat), das ein niedriges Redoxpotential von 0.58 V vs. SCE besitzt. Die stabile und effiziente elektrische Kontaktierung der Nitrogenase innerhalb der Redoxpolymermatrix ermöglicht eine mediierte Bioelektrokatalyse von N3-, NO2- und N2 zu NH3, die durch das MoFe-Protein über die polymergebundenen Redoxeinheiten, die in der Polymermatrix verteilt sind, katalysiert wird. Elektrolyse produzierte 209±30 nmol NH3nmol MoFe-1h-1 durch N2-Reduktion. Die biosynthetische N2-Reduktion zu NH3 wurde durch 15N2-Markierungsexperimente und NMR-Analysen bestätigt.