Metal-free, low-cost, and high-performance membraneless ethanol fuel cell

Autor(es)

Ali, Mian A. ; Sedenho, Graziela C. ; Pacheco, Jessica C. ; Iost, Rodrigo M. ; Rahman, Asma ; Hassan, Ayaz ; Cardoso, Daniel R. ; Gomes, Roberto S. ; Crespilho, Frank N.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Power Sources; v. 551, p. 9-pg., 2022-10-08.

Resumo

Renewable energy conversion from biomass in fuel cells can mitigate the imbalance between the carbon sequestration and sustainable energy demands. Ethanol biofuel cells based on NAD-dependent alcohol dehydrogenase (ADH) as catalyst are suitable alternatives; however, metal-free electrodes are still not effective for achieving a satisfactory power density. We report a membraneless and metal-free ethanol-O2 biofuel cell that is entirely composed of organic and biological molecules. The biofuel cell is based on a redox-active quinone-based catalyst produced by one-pot synthesis that operates efficiently with high power density (264 mW m-2), at mild conditions of pH and room temperature. The cost of this biofuel cell is more than 2.5-fold lower than that of a conventional system with a Pt-based electrocatalyst, potentially enabling cost-effective production of renewable electricity. (AU)

• Processo FAPESP: 20/15098-0 - Bioeletrossíntese de compostos com valor agregado a partir do nitrogênio e dióxido de carbono atmosféricos
• Beneficiário: Jessica Crivelaro Pacheco
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/24485-7 - Estudo dinâmico e estrutural de biomoléculas redox utilizando espectroscopia vibracional de infravermelho resolvido no tempo
• Beneficiário: Rodrigo Michelin Iost
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 20/04796-8 - Estudos in situ e operando de metaloenzimas para conversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis
• Beneficiário: Graziela Cristina Sedenho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/12053-8 - Eletrodos de alto desempenho aplicados em baterias orgânicas e em biocélulas a combustível
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/15333-1 - Células híbridas bio-foto-eletroquímicas para conversão de energia solar
• Beneficiário: Frank Nelson Crespilho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular