Valorização eletroquímica da molécula de glicerol: desenvolvimento de uma célula eletrolítica microbiana (MEC) para produção de bio-hidrogênio (Bio-H2) e produtos de alto valor agregado em uma célula do tipo PEM

• Processo: 21/01134-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Beneficiário: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Érica Janaina Rodrigues de Almeida
• Assunto(s): Bioenergia Bio-hidrogênio Eletroquímica Eletrocatalisadores Eletrólise Células de combustível Glicerol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bio hidrogênio | célula de eletrólise microbiana | células a combustível | glicerol | Produtos valor agregado | eletroquímica

Resumo

Esse projeto propõe meios para valorizar a molécula de glicerol empregando processos eletroquímicos ambientalmente sustentáveis. Os dois subprojetos propostos fazem parte de uma investigação sistemática que vem sendo implementada ao longo dos anos no LEEA. Na primeira abordagem, a célula de eletrólise microbiana (MEC) irá permitir obter o biohidrogênio. Esse assunto é pouco pesquisado, mas vem crescendo, substancialmente, seu interesse nos últimos anos. Para que o sistema desenvolvido tenha sucesso algumas etapas importantes serão investigadas tais como: estabilidade do biofilme durante a aplicação da corrente; número de vezes que o biofilme pode ser reutilizado; pureza do hidrogênio produzido; maximizar a eficiência coulômbica do sistema eletroquímico. A CEM que será construída empregando um bioânodo microbiano formado a partir de uma cultura mista de bactérias, serão analisados parâmetros experimentais como, pH, temperatura e intensidade de corrente aplicada. Estes parâmetros permitirão a partir da comunidade bacteriana presente no bioânodo maximizar a geração de bio-H2. Estes serão identificados e quantificados usando como técnica de análise a cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CG/MS) ou cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massas (LC/MS). Paralelamente, propomos olhar para a célula combustível como um reator de eletrossíntese e investigar o comportamento oxidativo do glicerol empregando eletrocatalisadores de metais nobres (Pt e Pd) modificados terras raras (TR). Inicialmente será feito um estudo da atividade empregando a metodologia de biblioteca eletroquímica com os catalisadores binários PtTR e PdTR (n > 60). Várias técnicas de análise (difração de raios-X, Microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia de fotoelétron de raios-X e análise térmica diferencial). A seletividade no processo de oxidação de glicerol, no sentido de agregar valor ao combustível de partida será investigada por técnicas eletroquímicas clássicas (voltametria, cronoamperometrias, Co-stripping entre outras), espectroscopia de infravermelho in situ, eletrólise e testes de células a combustível. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

HALFELD, GISELE GIOVANNA; RODRIGUES DE ALMEIDA, ERICA JANAINA; REGINATTO, VALERIA; DE ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES. Acclimatization of a microbial consortium into a stable biofilm to produce energy and 1,3-propanediol from glycerol in a microbial fuel cell. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 47, n. 49, p. 12-pg., 2022-06-08. (18/05454-3, 21/01134-7, 18/12471-1)

DE CASTRO, ALEXANDRE A.; FRANCO, JEFFERSON HONORIO; DE ANDRADE, ADALGISA R.; RAMALHO, TEODORICO C.. Rationalizing the activity of a hybrid biocatalyst for ethanol oxidation. Journal of Molecular Structure, v. 1268, p. 7-pg., 2022-07-14. (21/01134-7, 17/20431-7)

ANTONIO, JESIMIEL GLAYCON RODRIGUES; FRANCO, JEFFERSON HONORIO; ALMEIDA, PAULA Z.; ALMEIDA, THIAGO S.; TEIXEIRA DE MORAIS POLIZELI, MARIA DE LOURDES; MINTEER, SHELLEY D.; DE ANDRADE, ADALGISA RODRIGUES. Carbon Nanotube PtSn Nanoparticles for Enhanced Complete Biocatalytic Oxidation of Ethylene Glycol in Biofuel Cells. ACS MATERIALS AU, v. 2, n. 2, p. 9-pg., 2022-03-09. (17/20431-7, 21/01134-7)

ANTONIO, JESIMIEL GLAYCON R.; FRANCO, JEFFERSON HONORIO; DE ALMEIDA, PAULA ZAGHETTO; DE LOURDES, MARIA; POLIZELI, T. M.; MINTEER, SHELLEY D.; DE ANDRADE, ADALGISA R.. Evaluation of TEMPO-NH2 and Oxalate Oxidase Enzyme for Complete Ethylene Glycol Oxidation. CHEMELECTROCHEM, v. 9, n. 19, p. 8-pg., 2022-08-31. (21/01134-7, 17/20431-7)