Desenvolvimento de eletrodos multi-hierárquicos baseados em nanoestruturas de Au-BiVO¬4 e ZnO para desproporcionamento fotoeletroquímico da água

Resumo

Hidrogênio é considerado o combustível do futuro, por esta razão, o desenvolvimento de dispositivos capazes de gerar esta espécie é especialmente interessante. Dentre as rotas possíveis para alcançar este objetivo, o desenvolvimento de fotoanodos para o desproporcionamento fotoeletroquímico da água, gerando H2 e O2, utilizando luz solar como fonte de energia tem ganhado destaque. Óxidos metálicos semicondutores são sistemas muito promissores para a obtenção destes eletrodos. Neste contexto o projeto propõe a obtenção de fotoanodos baseados em filmes verticalmente alinhados de nanobastões de óxido de zinco (ZnONRs) e nanoestruturas de BiVO4 decoradas nanopartículas de Au (Au-BiVO4). Nesta arquitetura os ZnONRs têm a função de dispersar homogeneamente as nanoestruturas de Au-BiVO4. Além disso, a heterojunção BiVO4/ZnO deve diminuir a taxa de recombinação dos elétrons e buracos fotogerados. BiVO4 tem a função de absorver a radiação visível do sol (porção majoritária), propriedade que será intensificada pelo efeito plasmônico causado pela incorporação de nanopartículas de Au. As estruturas de Au-BiVO4 serão sintetizadas por refluxo assistido por micro-ondas e então incorporados aos filmes de ZnONRs por diferentes técnicas. Estes eletrodos serão caracterizados por métodos espectrosocópicos e microscópicos e então aplicados no desproporcionamento fotoeletroquímico da água. A execução deste projeto contará com o apoio da Profa. Dra. Juliana dos Santos de Souza do CCNH - UFABC, que vem desenvolvendo um trabalho prévio envolvendo o sistema Au-BiVO4 com o aluno Fernando T. H. Hirata. (AU)