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Title: DESARROLLO DE SISTEMA ENZIMATICO TIPO CASCADA PARA APLICACIÓN EN CELDAS DE COMBUSTIBLE MICROFLUÍDICAS
metadata.dc.creator: Damián Vite González
Keywords: BIOLOGÍA Y QUÍMICA;QUÍMICA;BIOQUÍMICA
metadata.dc.date: 1-Jan-2021
Description: En este trabajo se desarrollaron dos bioánodos basados en la inmovilización de las enzimas alcohol deshidrogenasa y aldehído deshidrogenasa en una matriz de nanofibras de carbono funcionalizadas como catalizadores para la oxidación parcial del etanol. Los efectos de la inmovilización enzimática y la fabricación de los bioánodos en la actividad catalítica de las enzimas fueron estudiados con técnicas bioquímicas y fisicoquímicas. Se realizaron pruebas de SEM, SECM, actividad enzimática, retención de proteína y termoestabilidad para ambos bioánodos. Las pruebas bioquímicas indican que las enzimas retienen actividad catalítica después del proceso de inmovilización. Se realizaron pruebas de media celda para los bioánodos de voltametría cíclica y voltametría de pulso diferencial. Posteriormente los bioánodos fueron evaluados en celda de combustible microfluídica contra un cátodo de Pt-Vulcan (20%), obteniendo la curva de polarización, la curva de potencia y un cronoamperograma de 30 minutos del sistema. Para el bioánodo basado en alcohol deshidrogenasa se registró un potencial máximo de 1.00 V, una densidad de corriente de 28.98 mA/cm2 y una densidad de potencia de 11.07Mw/cm2 en el pH óptimo con una concentración de combustible de 10mM de etanol y solución amortiguadora de Tris-HCl con pH de 9.0. Para el bioánodo basado en aldehído deshidrogenasa el potencial máximo alcanzado fue de 0.735 V, una densidad de corriente de 5.35 mA/cm2 y una densidad de potencia de 1.82mW/cm2 usando un combustible con una concentración de 100mM de acetaldehído en solución amortiguadora de fosfatos pH 7.5. Después los bioánodos fueron implementados en una celda de combustible microfluídica configurada en cascada donde se evaluó su desempeño en conjunto. Se obtuvo la curva de polarización y la curva de potencia para el sistema con los bioánodos conectados en serie y en paralelo en el circuito. En la configuración en serie se alcanzó un potencial de 1.14 V, una densidad de corriente de 23.1mA/cm2 y una densidad de potencia de 8.43mW/cm2 mientras que en la configuración en paralelo se obtuvo un voltaje de 0.879 V, una densidad de corriente de 34.4 mA/cm2 y una densidad de potencia de 14.98mW/cm2. Finalmente se realizaron pruebas de celda de combustible microfluídica en cascada utilizando bioetanol extraído de Salicornia Bigelovii como combustible, obteniendo una densidad de potencia de 3.66mW/cm2, comprobando así la viabilidad del sistema propuesto y los bioánodos desarrollados.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/2560
Other Identifiers: bioánodo
celda de combustible
enzima
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