Electrochemical Catalysts: From Electrocatalysis to Bioelectrocatalysis

A.J. ARVIA; A.E. BOLZAN; M.A. PASQUALE

Catalysis in Electrochemistry: From Fundamentals to Strategies for Fuel Cell Development

John Wiley and Sons, Inc.

Año: 2011; p. 249 - 295

En las celdas de combustible se utilizan una gran variedad de materiales electrocatalíticos, tales como metales puros, aleaciones, materiales amorfos, óxidos, perovsquitas, carbones, complejos organometálicos, polímeros, substratos conductores químicamente modificados, semiconductores y materiales biológicos, tales como encimas y organismos vivos. Las celdas de combustibles relativamente más simples son aquellas constituidas por catalizadores inorgánicos como electrodos, generados por dispersión de un metal sobre un substrato conductor o por un metal tratado para aumentar el área superficial, y alimentados con hidrógeno o con metanol como combustibles en el caso del ánodo o con oxígeno/aire para cátodo. Las reacciones electroquímicas globales producen energía y agua o agua y dióxido de carbono, a partir de la oxidación del hidrógeno o del metanol, respectivamente. También resulta común el uso de alcanos de bajo peso molecular como reactivos reformados que contienen hidrógeno, para alimentar al compartimiento anódico. En la actualidad se encuentran bajo continua investigación otras celdas de combustibles más complejas, que involucran electrodos bio-electrocatalíticos constituidos por enzimas u organismos vivos tales como bacterias, con el objetivo de encontrar sistemas más eficientes y amigables con el medio ambiente. En este aspecto, los bio-catalizadores resultan de particular importancia, para imitar tanto como sea posible a los sistemas naturales, cuya alta eficiencia en los procesos de conversión de energía es conocida. Las enzimas en las criaturas vivientes extraen energía de los alimentos, tales como glucosa, para sustentar la vida. Consecuentemente, son excelentes candidatos para construir fuentes de energía que puedan implantarse en el cuerpo humano y sean capaces de abastecer el requerimiento energético de un corazón artificial o equipos de monitoreo de niveles de glucosa en la sangre o de algún agente químico que señale el desarrollo de alguna enfermedad particular.