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Superfícies de carbono para aplicação em baterias orgânicas: propriedades estruturais da interface hidrogel/eletrólito/eletrodo

Processo: 19/21089-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Frank Nelson Crespilho
Beneficiário:Luana Cristina Italiano Faria
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Eletroquímica   Transporte de elétrons   Carbono   Baterias   Hidrogéis   Eletrólitos   Eletrodos

Resumo

Na respiração celular existem dois componentes móveis que fazem parte da cadeia de transporte de elétrons: a ubiquinona (Coenzima Q10) que conecta o Complexo I ao II e ao III, e o citocromo C, que conecta o Complexo III ao IV. Tais componentes ocorrem em um meio viscoso (membrana interna das mitocôndrias) com pH controlado e apresentam E1/2 H -400 mV (Ag/AgCl, pH H 7,0) para a ubiquinona e E1/2 H 200 mV (Ag/AgCl, pH H 7,0) para o citocromo. Neste projeto de doutorado propomos mimetizar a cadeia respiratória em uma bateria, utilizando-se moléculas redox reversíveis em hidrogéis estáveis e um sistema separador/hidrogel. Como a reversibilidade eletroquímica depende da superfície eletródica, propõe-se desenvolver diferentes superfícies sensíveis às moléculas redox, utilizando eletrodos de fibras flexíveis de carbono modificados com nanoestruturas de carbono com elevada área superficial. Estes eletrodos serão avaliados em hidrogéis naturais e sintéticos, visando as aplicações em baterias biomiméticas orgânicas e organometálicas. Com este projeto mimetizando parte do sistema complexo da respiração celular, vislumbra-se obter uma de bateria com eletrólitos brandos e biocompatíveis, que possa ser aplicada como bateria implantável e em dispositivos bioeletrônicos. (AU)