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Estudo das interfaces Enzima/Grafeno/Eletrodo para aplicação em biocélulas a combustíveis de Glicose/O2

Processo: 13/03836-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de abril de 2013
Vigência (Término): 31 de março de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Frank Nelson Crespilho
Beneficiário:Rodrigo Mitiuye Bosquê de Carvalho
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Enzimas   Eletroquímica

Resumo

As biocélulas a combustíveis (BCs) são dispositivos bioeletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica, onde enzimas e/ou microorganismos são utilizados como catalisadores biológicos em bioânodos e biocátodos. O estudo de BCs enzimáticas tem sido muito reportado na literatura nos últimos anos como uma possibilidade de aplicação nas chamadas "biobaterias" devido ao uso de combustíveis renováveis e não poluentes. Atualmente, as BCs são pouco atrativas do ponto de vista de aplicação devido à baixa potência gerada, o que limita sua aplicação. O desafio de melhorar esses dispositivos tem sido o estado-da-arte no desenvolvimento das BCs. Assim, esse projeto de iniciação científica tem por objetivo o estudo e desenvolvimento de uma BC do tipo glicose/O2 utilizando fibras flexíveis de carbono (FFC) como eletrodos. O bioânodo será obtido pela imobilização da enzima glicose desidrogenase (GDH) e o biocátodo será obtido pela imobilização da enzima lacase (Lc). Para isso, as enzimas serão imobilizadas por adsorção física nas FFC. Ainda, o mediador de transferência de carga verde de metileno (VM) será utilizado na obtenção do poli(verde de metileno)(PVM) via eletro-polimerização com o objetivo principal de avaliar a performance do bioânodo quando a enzima é imobilizada na presença desse mediador. Utilizando técnicas eletroquímicas, as meias-celas serão caracterizadas por voltametria e curvas de polarização, enquanto que a cela-unitária será caracterizada por curvas de potencia e curvas de voltagem versus corrente.