酶燃料電池（enzymaticfuelcells,EFCs）是一類利用氧化還原酶為催化劑的燃料電池，具有綠色、安全、高生物兼容性的特點。隨著人們對清潔、安全、高效能源的日益重視，以及可穿戴、可植入電子設(shè)備的日趨流行，EFCs受到了越來越多的關(guān)注。然而受到能量密度低、功率密度小、穩(wěn)定性差和電壓低等因素的影響，EFCs仍無法被廣泛應(yīng)用。

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員朱之光帶領(lǐng)的生物電化學(xué)工程研究團隊與青島大學(xué)教授劉愛驊團隊及AixMarseilleUniversity教授ElisabethLojou，綜述了EFCs的工作機理和發(fā)展現(xiàn)狀，并探索解決上述四個限制因素的可行策略和方法。相關(guān)文章近日在國際綜述類期刊ChemicalReviews上發(fā)表。

該綜述總結(jié)了獲得高能量密度EFCs的方法，提出通過使用多酶級聯(lián)反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)燃料的深度或完全氧化從而完全釋放能量；梳理了目前EFCs功率密度計算方法的不足，提出了綜合電極的幾何面積、比表面積、電活性面積以及重量和電池體積等因素的功率計算新方法，并系統(tǒng)評價了通過提高酶活性、促進電子傳遞、使用納米材料、設(shè)計更有效的酶電極界面及EFCs和（超級）電容器的耦合等方法提高EFCs功率密度的潛力；評估了酶固定化、酶的特性、防護基質(zhì)以及微生物表面展示酶等方法對提高EFCs穩(wěn)定性的作用；提出了優(yōu)化電子中介體、電池串聯(lián)以及使用升壓變換器等提高EFCs電壓的方法。最后，文章對EFCs的最新應(yīng)用進行了總結(jié)并對其未來的發(fā)展方向做出了展望。

該工作得到國家自然科學(xué)基金（21706273和21878324）、國家重點研發(fā)計劃（2018YFA0901300）的資助。天津工生所助理研究員吳冉冉為論文共同第一作者，朱之光為共同通訊作者。