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 pela técnica 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.

This work describes the investigation of hybrid systems for the development of an ethylene glycol/O₂ biofuel cell aiming at the complete oxidation of the fuel. The catalysts of Pt₆₅Sn₃₅ nanoparticles deposited on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅) and 4-amino-TEMPO (TEMPO-NH₂) catalysts showed electrocatalytic activity for the oxidation of ethylene glycol (EG) with a well-defined oxidation peak. The oxalate oxidase (OxOx) enzyme obtained by Ceriporiopsis subvermispora was employed to break the C-C bond of the substrate. Cyclic voltammetric curves of the hybrid system in the presence of ethylene glycol of the MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅+OxOx system showed a current 1.6 higher than the current density observed in the absence of the enzyme MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅, whereas the current of TEMPO-NH2+OxOx was on average 1.23 higher when compared to TEMPO-NH₂. Cyclic voltammetric, chronoamperometric, and electrolysis reveals that OxOx does not oxidize directly the EG. Chronoamperometric assays of EG and its oxidation byproducts (GAld, FA, AG, AGO, and AO) for MWCNTs-Pt6₆₅Sn₃₅+OxOx and MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅ at a fixed potential of 0.9 V vs Ag / AgCl, showed that the hybrid system presented a higher current for all analyzed substrates. And the chronoamperometric curves for TEMPO-NH₂+OxOx and TEMPO-NH₂, after successive injections of EG at a fixed potential of 0.75 V vs Ag / AgCl, showed that in the system in the presence of OxOx there is an average increase of 14% in current density relative to the system in its absence. Long-term electrolysis at a potential of 0.5 V vs Ag/AgCl for MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅+OxOx generated a 65% higher current density compared to the system containing only MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅; the 0.75 V vs Ag/AgCl electrolysis of TEMPO-NH₂+OxOx generated a 58% higher current density compared to the system containing only TEMPO-NH₂. The results obtained by the HPLC (High performance liquid chromatograph) technique for MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅+OxOx and TEMPO-NH₂+OxOx showed the formation of CO2, confirming the collection of all 10 EG electrons. Electrolysis with EG oxidation by-products and assays with OxOx, made it possible to propose a probable oxidation mechanism for both hybrid systems. MWCNTs-Pt₆₅Sn₃₅+OxOx reached 930 ± 85 µA cm-2, 332 ± 28 µW cm-2 and OCV (open circuit voltage) of 0.643 ± 0.020 V, 38.3% superior to the simple system for power density, 28% for current density, and 18% for the OCV.