Bateria de fluxo redox acoplada com biocélula a combustível microbiológica

• Processo: 17/15714-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2018
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Graziela Cristina Sedenho
• Supervisor: Michael J. Aziz
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Harvard University, Cambridge, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/22973-6 - Desenvolvimento de Biocélulas a Combustível Microbiológicas para Bioprodução e Oxidação de Etanol, BP.DR
• Assunto(s): Baterias Conversão de energia elétrica Compostos orgânicos Eletroquímica Fontes de energia bioelétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: energy conversion | Microbial Biofuel Cell | Redox Flow Battery | Bioeletroquímica

Resumo

Baterias de fluxo redox (BFR) são sistemas que utilizam espécies redox para armazenar e gerar energia elétrica. Uma BFR deve ser segura e ecológica e apresentar alta densidade de energia, longo tempo de vida, tamanho pequeno, ser leve e de baixo custo. No entanto, até o presente momento, nenhuma bateria de fluxo redox atingiu todos esses critérios. BFRs baseadas em vanádio são atualmente os sistemas tecnologicamente mais estabelecidos, no entanto esse tipo de sistema apresenta alto custo. Alternativamente, materiais orgânicos ativos, tais como derivados de quinona e compostos de flavina, tem sido atrativos por serem baratos, não tóxicos e seguros, e apresentarem propriedades eletroquímicas desejáveis. Apesar dos grandes avanços, as BFRs têm potencial para posterior melhoria uma vez que nenhuma delas ainda atende a todos os critérios listados acima. Portanto, pesquisas fundamentais e aplicadas adicionais são necessárias. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma BFR eficiente baseada em compostos orgânicos ativos, tais como quinonas, mediadores redox ou cofatores enzimáticos, para a construção de um sistema miniaturizado acoplado com uma fonte de energia renovável para recarga, como uma biocélulas a combustível microbiológica. Assim, estamos propondo uma aplicação inovadora para a biocélula a combustível microbiológica, a qual está sendo desenvolvida no projeto de pesquisa de doutorado no Brasil. (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)

CRESPILHO, FRANK N.; SEDENHO, GRAZIELA C.; DE PORCELLINIS, DIANA; KERR, EMILY; GRANADOS-FOCIL, SERGIO; GORDON, ROY G.; AZIZ, MICHAEL J.. Non-corrosive, low-toxicity gel-based microbattery from organic and organometallic molecules. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 7, n. 43, p. 24784-24787, NOV 21 2019. (17/15714-0, 13/14262-7, 15/22973-6)

SEDENHO, GRAZIELA C.; DE PORCELLINIS, DIANA; JING, YAN; KERR, EMILY; MEJIA-MENDOZA, LUIS MARTIN; VAZQUEZ-MAYAGOITIA, ALVARO; ASPURU-GUZIK, ALAN; GORDON, ROY G.; CRESPILHO, FRANK N.; AZIZ, MICHAEL J.. Effect of Molecular Structure of Quinones and Carbon Electrode Surfaces on the Interfacial Electron Transfer Process. ACS APPLIED ENERGY MATERIALS, v. 3, n. 2, p. 1933-1943, FEB 2020. (17/15714-0, 13/14262-7, 15/22973-6)