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Preparação de nanocatalisadores híbridos contendo enzimas, nanotubos de carbono e nanopartículas metálicas para biocélula a combustível EtOH/O2

Processo: 12/10667-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2012
Vigência (Término): 30 de setembro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Adalgisa Rodrigues de Andrade
Beneficiário:Sidney de Aquino Neto
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/00536-0 - Preparação de nanocatalisadores híbridos contendo enzimas, nanotubos de carbono, e nanopartículas metálicas para biocélula a combustível com transferência eletrônica direta utilizando enzimas PQQ-dependentes, BE.EP.PD
Assunto(s):Imobilização de enzimas   Eletrocatálise   Eletroquímica   Nanopartículas metálicas

Resumo

Alternativamente às células a combustível convencionais que utilizam catalisadores de metais nobres, a biocélula a combustível é um caso particular 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 EtOH/O2, utilizando duas plataformas de imobilização das enzimas, o dendrímero PAMAM e a membrana Nafion® modificada.

Publicações científicas (6)
(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; DA SILVA, RODRIGO G.; MILTON, ROSS D.; MINTEER, SHELLEY D.; DE ANDRADE, ADALGISA R. Hybrid Bioelectrocatalytic Reduction of Oxygen at Anthracene-modified Multi-walled Carbon Nanotubes Decorated with Ni90Pd10 Nanoparticles. Electrochimica Acta, v. 251, p. 195-202, OCT 10 2017. Citações Web of Science: 1.
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: 18.
AQUINO NETO, S.; ZIMBARDI, A. L. R. L.; CARDOSO, F. P.; CREPALDI, L. B.; MINTEER, S. D.; JORGE, J. A.; FURRIEL, R. P. M.; DE ANDRADE, A. R. Potential application of laccase from Pycnoporus sanguineus in methanol/O-2 biofuel cells. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 765, p. 2-7, MAR 15 2016. Citações Web of Science: 8.
AQUINO NETO, SIDNEY; HICKEY, DAVID P.; MILTON, ROSS D.; DE ANDRADE, ADALGISA R.; MINTEER, SHELLEY D. High current density PQQ-dependent alcohol and aldehyde dehydrogenase bioanodes. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 72, p. 247-254, OCT 15 2015. Citações Web of Science: 16.
NETO, SIDNEY AQUINO; MILTON, ROSS D.; CREPALDI, LAIS B.; HICKEY, DAVID P.; DE ANDRADE, ADALGISA R.; MINTEER, SHELLEY D. Co-immobilization of gold nanoparticles with glucose oxidase to improve bioelectrocatalytic glucose oxidation. Journal of Power Sources, v. 285, p. 493-498, JUL 1 2015. Citações Web of Science: 17.
AQUINO NETO, S.; ALMEIDA, T. S.; BELNAP, D. M.; MINTEER, S. D.; DE ANDRADE, A. R. Enhanced Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide electrocatalysis onto multi-walled carbon nanotubes-decorated gold nanoparticles and their use in hybrid biofuel cell. Journal of Power Sources, v. 273, p. 1065-1072, JAN 1 2015. Citações Web of Science: 13.

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