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Alaa Alsheikh Oughli

• In this thesis, polymeric matrices are designed to stabilize hydrogenases and bioinspired catalysts on an electrode surface and to provide protection from inactivation factors. When incorporated into a redox hydrogel film, hydrogenases can sustain activity under oxidative conditions. The electron transfer between the redox-active species (viologen moieties) controls the potential applied to the active site of the hydrogenase and thus insulates the enzyme from excessive oxidative stress. Under turnover conditions, electrons provided from the hydrogen oxidation reaction, induce viologen catalyzed O\(_2\) reduction at the polymer surface, thus providing a self-activated protection from O\(_2\). A different strategy is used to stabilize nickel bio-inspired O\(_2\) sensitive catalysts. They were dispersed in a hydrophobic redox silent polymer matrix that provides enhanced stability for H\(_2\) oxidation as well as O\(_2\) tolerance.
• In dieser Arbeit werden polymere Matrizen entworfen, um Hydrogenasen und bioinspirierte Katalysatoren auf Elektrodenoberflächen zu stabilisieren und vor Inaktivierung zu schützen. Durch den Einbau der Hydrogenasen in einen Redoxhydrogelfilm bleibt deren Aktivität unter oxidativen Bedingungen erhalten. Der Elektronentransfer zwischen den redoxaktiven Spezies des Polymers kontrolliert das Potential, welches an die Hydrogenase angelegt wird. Somit ist das Enzym vor Inaktivierung durch hohe Potentiale geschützt. Unter Katalysebedingungen induzieren Elektronen, die von der Wasserstoffoxidationsreaktion geliefert werden, eine viologen-katalysierte O\(_2\)-Reduktion an der Polymeroberfläche. Auf diese Weise entsteht ein Schutz vor O\(_2\). Eine andere Strategie wird verwendet, um bioinspirierte O\(_2\)-empfindliche Nickel-katalysatoren zu stabilisieren. Sie werden in einer hydrophoben redox-inaktiven-Polymermatrix dispergiert, was zu einer erhöhten Stabilität der H\(_2\)-Oxidation und höherer O\(_2\)-Toleranz führt.