将燃料的化学能转化为电能的发电装置，红宝石电容利用酶或者微生物组织作为催化剂

红宝石电容酶生物燃料电池酶型生物燃料电池是一类利用酶或者微生物组织作为催化剂，将燃料的化学能转化为电能的发电装置。在酶的催化作用下，阳极燃料（糖类、醇类或胺类等）发生氧化反应产生电子，电子流经外部负载到达阴极，在阴极上氧气在酶的催化作用下接受电子发生还原反应，产生电流，如图1-18所示。酶生物燃料电池有望成为一种“in-vivo”能源植入式医疗设备，如起搏器，其最有特色的地方是可以使用人体葡萄糖和其他碳水化合物作为燃料。但是由于功率密度低、稳定性差而限制了其使用，这两个问题都与酶催化剂的固定有关。与传统无机燃料电池相比其低功率密度的原因在于酶的活性位点埋在蛋白质外壳下，阻碍了酶的活性位点与电极之间的电子传递途径。红宝石电容需要借助氧化还原介质来提高反应过程中物质之间的电子转移速率。石墨烯具有优良的导电性能，室温下的电子迁移率高、比表面积大，特别是石墨烯可合成为具有许多表面活性官能团部分，如羧酸、酮、醛和C=C，这些羧酸和酮基都具有反应活性，可以与葡萄糖氧化酶共价结合。此外，石墨烯中扩展C=C键也能起到穿梭电子的作用。因此，石墨烯有望应用在酶生物电池中并作为电子传输媒介，从而改善酶生物燃料电池电化学性能。