Desenvolvimento de bioeletrodos para célula á combustível de baixa temperatura; estudo sobre a imobilização dos biocatalizadores e sua aplicação em sistemas transferência eletrônica direta (TED) e transferência eletrônica mediada (TEM)

Resumo

Este trabalho visa estudar novas formas de imobilização sobre a superfície de diferentes materiais eletrôdicos, a serem usados como bioeletrodos em células a combustível. Os biocatalisadores escolhidos correspondem a um conjunto de cinco enzimas oxidásicas: lacase (LAC) e tirosinase (TYR) (grupo A); cloroperoxidase (CPO) e horseradish peroxidase (HRP) (grupo B) e glicose oxidase (GPO) (grupo C). As metodologias de imobilização sobre os eletrodos de trabalho a serem estudadas incluem: Deposição mecânica, Trapeamento em géis e imobilização por ligação covalente em filmes obtidos por eletropolimerização. Parâmetros de imobilização serão avaliados incluindo: rendimento e eficiência da imobilização assim como o reuso dos biocatalisadores. Igualmente os sistemas enzimáticos solúveis e imobilizados serão avaliados e comparados de acordo com as suas propriedades enzimáticas de: afinidade, eficiência catalítica e cinética enzimática. Posteriormente, os eletrodos construídos serão integrados em sistemas mistos de GO-peroxidase ou oxidase-GO e avaliados em sistemas com transferência eletrônica direta (TED) ou transferência eletrônica mediada (TEM). Neste último caso serão usados três grupos diferentes de mediadores padrão. O primeiro grupo corresponde ao dos corantes sintéticos de baixa troxicidade: Tionina, ABTS e Neutral Red; seguido pelo grupo dos compostos de coordenação de Ferro: Ferroceno e Ferricianeto. Finalmente, o terceiro grupo corresponde aos mediadores orgânicos do tipo radicalar: HBT e ácido Violúrico. Um ou mais mediadores químicos serão selecionados de acordo com suas características eletroquímicas, solubilidade, velocidade de reciclo, mecanismo químico de reciclagem. (AU)