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Estudo de nanocatalisadores enzimáticos ativados por nanotubos de carbono e nanopartículas metálicas para biocélulas a combustível

Processo: 14/04813-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2014 - 30 de setembro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
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
Pesq. associados:Sidney de Aquino Neto
Assunto(s):Eletrocatálise  Eletroquímica  Nanotubos de carbono  Nanopartículas metálicas  Células de combustível  Imobilização de enzimas  Estabilidade enzimática 

Resumo

As células a combustível é uma estratégia para produção limpa e eficiente de energia. Biocélulas a combustível é um caso particular das células a combustíveis no qual biocatalisadores são utilizados para catalisar as reações no eletrodo. As biocélulas a combustível proporcionam meios de se obter energia limpa e renovável e apresentam grande potencial para quem sabe no futuro serem usadas como fontes de energia alternativas para dispositivos eletrônicos de baixa potência. Mesmo com características bastante promissoras, as biocélulas a combustível enzimáticas ainda apresentam diversos desafios para se atingir um estágio de prática. Algumas questões chaves no desenvolvimento deste dispositivo, tais como tempo de vida, estabilidade das enzimas, obtenção de maiores densidades de potência gerada, superação das dificuldades na transferência de elétrons entre as enzimas e os eletrodos, além do aprimoramento de técnicas de imobilização das enzimas são ainda importantes objetos de pesquisa. Algumas das novas tendências em termos de catalisadores para biocélula a combustível incluem a incorporação de materiais em escala nanométrica, tais como nanotubos de carbono, nanofibras, nanocompósitos, além da incorporação de nanopartículas metálicas aos bioeletrodos. Baseado nos trabalhos e tendências mais recentes que a literatura aponta no desenvolvimento destes dispositivos, o foco central deste projeto de pesquisa é o desenvolvimento de nanocatalisadores híbridos contendo enzimas, nanotubos de carbono e nanopartículas metálicas para biocélulas a combustível, utilizando duas plataformas de imobilização das enzimas, o dendrímero PAMAM e a membrana Nafion® modificada. Neste projeto propõe-se a preparação de diferentes composições de biocátodos C/lacase , O2 e biânodos C/ enzima alcooldesidrogenase, etanol visando aumento da eficiência da transferência eletrônica e maior estabilidade da enzima. (AU)

Publicações científicas
(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)
AQUINO NETO, SIDNEY; MILTON, ROSS D.; HICKEY, DAVID P.; DE ANDRADE, ADALGISA R.; MINTEER, SHELLEY D. Membraneless enzymatic ethanol/O-2 fuel cell: Transitioning from an air-breathing Pt-based cathode to a bilirubin oxidase-based biocathode. Journal of Power Sources, v. 324, p. 208-214, AUG 30 2016. Citações Web of Science: 19.

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