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Desarrollo de un biocátodo basado en la enzima
lacasa con aplicación en microceldas de
combustible.
Asesora: Dra. Janet Ledesma García
Alumna: QFB. Berenice López González*
Santiago de Querétaro, Qro. a 9 de Agosto de 2013.
Obtención de extractos con Actividad
Lacasa
Cepa 44
Agar PDA
512 58 310 48 47 38
Isoformas
Inmovilización de la Lacasa comercial
sobre carbón Vulcan XC-72
FTIR – ATR
Vulcan XC-72
-Solución ABTS
5mM
-Solución de lacasa
1U/mL
Material
H 2O
Nafion
Evaluación electroquímica
• Media Celda
• Celda Completa
Material
Área superficial
Vulcan
XC-72
22/11/2012
Concentración de Concentración de
sitios ácidos
sitios básicos
(m2/g)
(meqg-1)
(meqg-1)
142.35
0.92
0.63
4
Caracterización por FTIR-ATR
Evaluación electroquímica del compósito
ER
VA
ECS
ET
Tinta de EC sobre CV
CE
Grafito
Solución
Buffer Fosfato pH 5 O2
Material Anódico
El material AuAg/C utilizado en el presente trabajo fue previamente reportado por F. M. Cuevas-Muñiz, M.
Guerra-Balcázar, F. Castaneda, J. Ledesma-García, L. G. Arriaga, J. Power Sources, 196 (2011), pp.
5853-5857.
Pruebas en Celda Completa
Figura tomada de : M. J. González-Guerrero, J. P. Esquivel Bojorquez, D.
Sánchez, P. Godignon, F. X. Muñoz, J. Del Campo, F. Giroud, S. D.
.
Minteer and N. Sabaté, Lab Chip, 13 (2013), pp. 2972-2979
Pruebas en Celda Completa
Tabla resumen de valores obtenidos de las curvas de descarga por día
Día
Voltaje (V) 1 2 3 4 1.210 1.240 1.140 1.070 Densidad de
Corriente
(mAcm-2) 1.700 0.500 0.350 0.410 Potencia
Máxima
(mWcm-2) 0.450 0.140 0.130 0.098 Comparación con respecto a
bibliografía consultada
Ánodo Cátodo Anolito Catolito OCV / V J max/
mAcm-2 Pmax/mWcm-2 Tipo Referencia Gox TTF - TCNQ
Acero Inoxidable Pt Glucosa 5mM O2 gas 0.99 0.4 0.12 PEM Ivanov et al. 2011 Au70Pt30 BOD-ABTS Vulcan
XC-72 Glucosa 300mM en
Buffer fosfato pH 7.4 Buffer fosfato pH 7.4
O2 0.81 0.45 0.17 con Membrana Habrioux et al.
2010 Diaforasa y GDH Pt Glucosa 5mM NAD+
1mM O2 0.55 0.13 0.03 Microfluídica Togo et al. 2007 Au80Ag20/C Vulcan XC-72
ABTS Lacasa 1.21 1.7 0.45 Microfluídica El presente
trabajo Glucosa 5mM en KOH Buffer fosfato pH 5
0.3M N2 O2 A. Habrioux, T. Napporn, K. Servat, S. Tingry, K.B. Kokoh, Electrochimica Acta 55 (2010), pp. 7701–7705.
I. Ivanov, T. Vidakovic-Koch, K. Sundmacher, J. Power Sources, 196 (2011), pp. 9260– 9269.
M. Togo, A. Takamura, T. Asai, H. Kaji, M. Nishizawa, Electrochimica Acta, 52 (2007), pp. 4669–4674.
Congresos
Bioelectrochemistry 2013
Bochum, Alemania, Mar 2013
XIII Congreso Internacional de
la SMH (Presentación Oral)
Aguascalientes, México, Jul 2013
Agradecimientos
Dra. Janet Ledesma García
Dra. Minerva Guerra Balcázar
Dra. Vanessa Vallejo Becerra
Dr. Rufino Nava Mendoza
Dr. Andrés Cruz Hernández
Dr. Juan Pablo Esquivel Bojorquez
Dr. Luis Gerardo Arriaga Hurtado
Dr. Francisco M. Cuevas Muñiz
MEQ. Walter Noé Velázquez Arjona
MCT. Andrés Déctor E
Dra. Ainhoa Arana Cuenca
Conclusiones
1.- Los estudios de FTIR – ATR de manera conjunta con las pruebas
en media celda comprueban la adsorción tanto de Lacasa como del
ABTS observándose los picos de oxidación y reducción del complejo
ABTS - Lacasa.
2.- La celda completa alcanzó un voltaje de 1.21V el cual
corresponde al valor estimado a partir de los resultados de media
celda.
3.- En el estudio de celda completa observamos que la celda
entregó su potencia máxima el primer día y se logró estabilizar del 2°
al 4° día.
Referencias
• Ivnitski D. and Atanassov P., Electroanalysis, 19 (2007), pp.
2307-2313.
• Shleev S., Christenson A., Serezhenkov V., Burbaev, D., Yaropolov
A., Gordon L. and Ruzgas T., Biochemical Journal, 385 (2005), pp.
745-754.
• Piontek K., Antorini M. and Choinowski T., Biological Chemistry, 277
(2002), pp. 37663-37669.
• F. M. Cuevas-Muñiz, M. Guerra-Balcázar, F. Castaneda, J.
Ledesma-García, L. G. Arriaga, J. Power Sources, 196 (2011), pp.
5853-5857.
• M. J. González-Guerrero, J. P. Esquivel Bojorquez, D. Sánchez, P.
Godignon, F. X. Muñoz, J. Del Campo, F. Giroud, S. D. Minteer and
N. Sabaté, Lab Chip, 13 (2013), pp. 2972-2979.
• A. Habrioux, T. Napporn, K. Servat, S. Tingry, K.B. Kokoh,
Electrochimica Acta 55 (2010), pp. 7701–7705.
• I. Ivanov, T. Vidakovic-Koch, K. Sundmacher, J. Power Sources, 196
(2011), pp. 9260– 9269.
• M. Togo, A. Takamura, T. Asai, H. Kaji, M. Nishizawa, Electrochimica
Acta, 52 (2007), pp. 4669–4674.