Síntese e caracterização de óxidos semicondutores nanoestruturados com aplicação voltada ao tratamento fotocatalítico de efluentes e águas residuárias, conversão de energia solar, células fotoeletroquímicas, fotossíntese artificial e outras aplicaçõe
Published: 24/01/2025 - 17:06
Last modification: 24/01/2025 - 17:06
A conversão de energia solar em combustíveis líquidos ou gasosos é apontada como uma rota fundamental para a transição energética rumo a uma matriz mais sustentável. Nesse cenário, a produção de hidrogênio verde (H2v) por foto(eletro)catálise tem grande destaque, uma vez que o H2v é tido como um vetor energético limpo e com uma ampla gama de aplicações. O presente projeto propõe o desenvolvimento de novos materiais baseados em tungstatos, niobatos e oxinitretos metálicos para aplicação na conversão de energia solar em hidrogênio verde. Objetiva-se utilizar métodos solvotermais para controlar a morfologia e a concentração de vacâncias de oxigênio nos semicondutores a fim de incrementar a absorção de luz na região visível do espectro e otimizar a eficiência de separação de cargas. Os diferentes materiais serão aplicados em dois diferentes sistemas: o primeiro envolve a confecção de fotoanodos dos semicondutores sintetizados para aplicações em células fotoeletroquímicas (PECs) para clivagem da água ou reações de fotoeletroreforma de derivados de biomassa. Já o segundo sistema envolve semicondutores contendo Bi(III) e Sr(I) que apresentam estrutura não centrossimétrica e que, portanto, podem ser polarizados quando expostos a um stress mecânico (efeito piezoelétrico). A combinação desse efeito com a excitação fotoquímica pode aumentar a eficiência de conversão de energia solar, por meio do aumento da eficiência de separação de cargas. Os diferentes materiais serão caracterizados por diferentes técnicas a fim de obter correlações entre estrutura e atividade. Adicionalmente, estudos mecanísticos serão realizadas por meio de técnicas espectroscópicas in situ. Ao final, espera-se ampliar o conhecimento científico nessa importante área e catalisar o desenvolvimento de novas tecnologias.