Redução de CO2 fotocatalítica/fotoeletrocatalítica e separação da água em reator de fotoanodo direcionador de elétrons usando TiO2NT/BiVO4 e FTO/BiVO4 como fotoanodo e GDL-PtNP como catodo

Resumo

Levando em conta que o aumento das emissões de dióxido de carbono nos últimos anos é uma ameaça ambiental para o clima da Terra, o grande desafio é encontrar alternativas eficientes para reduzir o nível atmosférico de CO2. Assim, esta proposta visa melhorar o desempenho da redução fotocatalítica ou fotoeletrocatalítica de dióxido de carbono e da separação da água em fotoeletrodos de TiO2NT/BiVO4 e FTO/BiVO4 em reator de fotoânodo direcionador de elétrons. Ambos os eletrodos serão preparados investigando-se o depósito ótimo de BiVO4 em nanotubos de TiO2 ou em vidro condutor (FTO). Seus desempenhos serão testados usando um reator de Plexiglas de dois compartimentos equipado com uma janela de quartzo separada do cátodo por uma membrana de troca de prótons construída pelo grupo de Perathoner e Centi. A redução de CO2 (ou redução de água) será separada do outro processo (oxidação de água) ocorrendo no cátodo usando eletrodo de difusão gasosa (GDL) decorado com metal nobre (Pt). Os produtos gerados durante a fotoeletrocatálise serão identificados por cromatógrafia gasosa acoplado ao detector de ionização de chama, detector de condutividade térmica ou detector de massas. A proposta integrará a síntese e caracterização de novos materiais semicondutores capazes de tirar proveito da luz visível e o uso de um novo reator fotoeletroquímico/eletroquímico capaz de conduzir a redução de CO2 a compostos de valor agregado ou separação eficiente da água de forma sustentável.