Controle das interfaces de nanopartículas de óxidos semicondutores para a fotossíntese artificial

• Processo: 19/10109-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de abril de 2020 - 31 de março de 2023
• 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
• Pesquisadores associados: Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva ; Ricardo Hauch Ribeiro de Castro
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Materiais cerâmicos Semicondutores Fotossíntese artificial Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fotossíntese artificial | Interfaces | Mitigação de CO2 | Nanomateriais | semicondutores | cerâmicos

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)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FORTES, GUSTAVO M.; SILVA, ANDRE L. DA; CALIMAN, LORENA B.; FONSECA, FABIO C.; GOUVEA, DOUGLAS. Interfacial segregation in Cl- -doped nano-ZnO polycrystalline semiconductors and its effect on electrical properties. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 47, n. 17, p. 24860-24867, SEP 1 2021. (14/50279-4, 19/10109-6)