Vraag 19Suikerbatterij

Een suikerbatterij maakt gebruik van glucose als energiebron. In de eerste suikerbatterij die is gemaakt, werd glucose met behulp van enzymen geoxideerd tot onder andere ethaanzuur. De totaalvergelijking van deze omzetting is hieronder weergegeven. C H O + 2 O → 2 CO + 2 H O + 2 CH COOH 6 12 6 2 2 2 3 De maximale energie per mol glucose die in een batterij vrij kan komen, is gelijk aan de verbrandingsenergie van glucose, dat is de energie die vrijkomt bij de volledige verbranding. De vormingswarmte van glucose is –12,61·10 5 J mol –1 .

Een groep onderzoekers heeft een batterij ontwikkeld waarbij de polysacharide maltodextrine volledig werd omgezet tot CO en H O . 2 2 Maltodextrine is opgebouwd uit glucose-monomeereenheden en kan worden weergegeven als H–(C H O ) –OH met 3 < n < 20. 6 10 5 n Voor de volledige omzetting van maltodextrine tot CO en H O hebben de 2 2 onderzoekers enzymen uit verscheidene micro-organismen gebruikt. In de figuur is de gebruikte opstelling vereenvoudigd weergegeven. Met reacties I , II en III zijn de verlopende (half)reacties bij stroomlevering schematisch aangegeven. figuur Door de (half)reacties I t/m III wordt de maltodextrine uiteindelijk volledig omgezet. Elektronen komen uitsluitend vrij in reactie II . Reactie I : maltodextrine reageert met een deeltje dat in de oplossing aanwezig is. Dit deeltje wordt in deze opgave weergegeven met H–Pi . Hierbij ontstaat onder andere glucose-6-fosfaat ( C H O –Pi ). De keten 6 11 5 van maltodextrine wordt in reactie I één glucose-eenheid korter. De vergelijking van reactie I is hieronder gegeven. H–(C H O ) –OH + H–Pi → C H O –Pi + H–(C H O ) –OH 6 10 5 n 6 11 5 6 10 5 n - 1 Reactie II : in een halfreactie wordt C H O –Pi omgezet tot onder andere 6 11 5 ribulose-5-fosfaat ( C H O –Pi ). 5 9 4

Reactie III: het ontstane C H O –Pi wordt weer omgezet tot 5 9 4 C H O –Pi en H–Pi . Het C H O –Pi is hierbij de enige bron van 6 11 5 5 9 4 koolstofatomen.

Geef met behulp van de figuur de vergelijking voor reactie III .