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Controle das Interfaces de Nanopartículas de Óxidos Semicondutores para a Fotossíntese Artificial

Processo: 19/10109-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de abril de 2020 - 31 de março de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Douglas Gouvêa
Beneficiário:Douglas Gouvêa
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesq. associados: GUILHERME FREDERICO BERNARDO LENZ E SILVA ; Ricardo Hauch Ribeiro de Castro
Assunto(s):Interface  Semicondutores  Materiais nanoestruturados  Materiais cerâmicos  Fotossíntese artificial 

Resumo

Esta solicitação está relacionada ao projeto Shell-ANP-RCGI (Research Center for Gas Innovation CEPID FAPESP) intitulado "Projeto 31 - Produção de moléculas orgânicas a partir de CO2 e H2O por fotocatálise em nano-óxidos" cujo assunto refere-se à síntese e caracterização de nano-óxidos de semicondutores para promover condições ideais para produzir moléculas orgânicas a partir de CO2 e H2O no estado gasoso por reações fotocatalíticas ou fotossíntese artificial - FA.O óxido semicondutor, a composição das interfaces e o tamanho das partículas de nano-óxido desempenham um papel fundamental na criação de condições para a absorção de radiação luminosa e adsorção/reações de moléculas de H2O e CO2 para produzir moléculas orgânicas. A físico-química das interfaces (superfícies e contornos de grãos) de nano-óxidos pode ser controlada por segregação de aditivos, que tem um papel importante na estabilização do tamanho de partícula. No entanto, o bandgap é controlado pela composição do bulk do semicondutor e os níveis intermediários pelas impurezas solúveis, que por sua vez controla a absorção de luz enquanto que a segregação nos contornos de grão muda a condutividade dos portadores de carga entre os grãos e o tempo de recombinação, cujos são responsáveis pelas reações de óxido-redução da água e do CO2. Desta forma, a produção de nanopartículas com o controle da composição das interfaces permitirá que a reação fotocatalítica entre CO2 e H2O seja facilitada para produzir produtos orgânicos por fotossíntese artificial com potencial para uso como combustível ou insumos na indústria. (AU)