Compreendendo os mecanismos de transferência de carga em sistemas biológicos e biomiméticos usando técnicas in-situ e operando: desde a ciência fundamental à aplicação na área energética

Resumo

Os processos redox desempenham um papel decisivo na manutenção da vida na Terra e são promovidos por biomoléculas. Em 2020, descrevemos na Nature Communications como e porque a bilirrubina oxidase (BOD) contendo cobre é um biocatalisador excepcional para a reação de redução de oxigênio molecular (ORR). Um objetivo de longa data do nosso grupo de pesquisa é o estabelecimento de novas fronteiras em técnicas in-situ para a caracterização de bioeletrocatalisadores e a elucidação de mecanismos paralelos às complexas reações eletroquímicas nas quais eles são empregados. Obter sucesso nesta jornada seria inovador em eletroquímica, pois permitiria o desenvolvimento de baterias sustentáveis e de biocélulas a combustível e, assim, contribuiria para os esforços atuais para a obtenção de energia limpa. No entanto, a síntese de catalisadores com organização tridimensional permanece desafiadora e se opõe à tendência predominante que se concentra em átomos únicos e materiais bidimensionais. Neste projeto de pesquisa propomos um avanço no uso de técnicas in-situ e também na preparação de baterias miméticas por meio do conhecimento adquirido em estudos de bioeletrocatálise. Para isso, propomos 3 objetivos específicos: os dois primeiros para a realização de técnicas in-situ para estudar sistemas redox biológicos e mimético e, o último, para o desenvolvimento de baterias orgânicas bioinspiradas, que podem ser aplicadas em dispositivos ingeríveis e vestíveis. (AU)