Preparação e caracterização de sistemas híbridos para biocélulas enzimáticas operando com etilenoglicol/O2 (2021)
- Authors:
- Autor USP: ANTÔNIO, JESIMIEL GLAYCON RODRIGUES - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 593
- DOI: 10.11606/D.59.2021.tde-08022022-091409
- Subjects: COMBUSTÍVEIS; CATALISADORES; NANOPARTÍCULAS; NANOTUBOS; ELETROCATÁLISE; FUNGOS; DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
- Keywords: Biocélula a combustível enzimática; Biocélula híbrida; Enzymatic biofuel cell; Ethylene glycol; Etilenoglicol; Hybrid biofuel cell; MWCNTs; Nanocatalisadores; Nanocatalysts; Oxalate oxidase; Oxalato oxidase; TEMPO-NH<sub>2</sub>
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho descreve a investigação de sistemas híbridos para o desenvolvimento de uma biocélula a combustível etilenoglicol/O2 visando a oxidação completa do combustível. Os catalisadores de nanopartículas de Pt65Sn35 depositadas sobre nanotubos de carbono de parede múltiplas (MWCNTs-Pt65Sn35) e 4-amino-TEMPO (TEMPO-NH2) demostraram atividade eletrocatalítica para a oxidação do etilenoglicol (EG) com um pico de oxidação bem definido. A enzima oxalato oxidase (OxOx) obtida pela Ceriporiopsis subvermispora foi empregada como catalisador na quebra da ligação C-C do substrato. As voltametrias cíclicas do sistema híbrido MWCNTsPt65Sn35+OxOx, na presença de EG apresentaram uma corrente 1,6 maior em relação a densidade de corrente observada para o MWCNTs-Pt65Sn35; já TEMPO-NH2+OxOx foi em média 1,23 maior quando comparada com o TEMPO-NH2. Análises voltamétricas, cronoamperométricas e de eletrólises demonstraram que a OxOx não oxida diretamente o EG. Foram realizados estudos cronoamperométricos do EG e dos subprodutos de oxidação (glicoaldeído (GAld), ácido fórmico (AF), ácido glicólico (AG), ácido glioxílico (AGO) e ácido oxálico (AO)) no sistema MWCNTs-Pt65Sn35+OxOx e MWCNTs-Pt65Sn35 em um potencial fixo de 0,9 V vs Ag/ AgCl. O sistema híbrido apresentou corrente superior para todos os substratos analisados. O sistema TEMPO NH2+OxOx e TEMPO-NH2 após injeções sucessivas de EG em um potencial fixo de 0,75 V vs Ag/AgCl, mostraram um aumento médio de 14% na presença da enzima OxOx. A eletrólise de longo prazo em um potencial de 0,5 V vs Ag/AgCl para o MWCNTs-Pt65Sn35+OxOx gerou uma densidade de corrente 65% maior em comparação com o sistema contendo apenas MWCNTs-Pt65Sn35; e as eletrolises em 0,75 V vs Ag/AgCl do TEMPO-NH2+OxOx gerou uma densidade de corrente 58% maior em comparação com o sistema contendo apenas TEMPO-NH2. Os resultados obtidos pelatécnica de CLAE (cromatografia líquida de alta eficiência) para o MWCNTs-Pt65Sn35+OxOx e TEMPO-NH2+OxOx mostraram a formação de CO2, confirmando a coleta de todos os 10 elétrons do EG. Eletrólises com os subprodutos de oxidação do EG e ensaios com a OxOx, possibilitaram ser proposto um provável mecanismo de oxidação para ambos os sistemas híbridos. MWCNTs-Pt65Sn35+OxOx atingiu 930 ± 85 µA cm-2, 332 ± 28 µW cm-2 e VCA (tensão de circuito aberto) de 0,643 ± 0,020 V, todos superiores ao sistema simples em 38,3% para a densidade de e potência, 28% para a densidade de corrente, e 18% para o VCA
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2021
- Data da defesa: 09.11.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
ANTÔNIO, Jesimiel Glaycon Rodrigues. Preparação e caracterização de sistemas híbridos para biocélulas enzimáticas operando com etilenoglicol/O2. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-08022022-091409/. Acesso em: 01 dez. 2025. -
APA
Antônio, J. G. R. (2021). Preparação e caracterização de sistemas híbridos para biocélulas enzimáticas operando com etilenoglicol/O2 (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-08022022-091409/ -
NLM
Antônio JGR. Preparação e caracterização de sistemas híbridos para biocélulas enzimáticas operando com etilenoglicol/O2 [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-08022022-091409/ -
Vancouver
Antônio JGR. Preparação e caracterização de sistemas híbridos para biocélulas enzimáticas operando com etilenoglicol/O2 [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-08022022-091409/ - Tratamento sustentável de corantes orgânicos
- Hybrid electrocatalysts for bioelectrooxidation of small alcohols: ethanol and ethylene glycol
- Evaluation of TEMPO-NH2 and oxalate oxidase enzyme for complete ethylene glycol oxidation
- Carbon nanotube PtSn nanoparticles for enhanced complete biocatalytic oxidation of ethylene glycol in biofuel cells
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.59.2021.tde-08022022-091409 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
