Fotossíntese artificial: controle do design dos nanomateriais e fótons promove aumento no desempenho dos dispositivos

• Processo: 14/50516-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2015
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Acordo de Cooperação: AKA
• Pesquisador responsável: Flavio Leandro de Souza
• Beneficiário: Flavio Leandro de Souza
• Pesquisador Responsável no exterior: Kari Tapio Niemi
• Instituição Parceira no exterior: Tampere University of Technology (TUT), Finlândia
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Fotônica Materiais nanoestruturados Deposição de camada atômica Hidrogênio Reações químicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atomic Layer Deposition | Hydrogen Generation | Metal Oxide Nanostructures | Photoelectrochemical Process | Photonic Structures | Surface Modification

Resumo

A demanda mundial por energia tem aumentado significativamente nas últimas décadas induzidas pelo crescimento da população e da industrialização dos países em desenvolvimento. Como resultado, foi observado um aumento da emissão de CO2 e um impacto significativo sobre o ambiente. Esta proposta descreve um projeto de pesquisa de cooperação internacional para o desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para a geração e armazenamento de energia, combinando os esforços do Centro de Pesquisa Optoeletrônica (Finlândia) e UFABC (Brasil) como parceiros. O hidrogênio é uma fonte de energia promissora, com grande volume de energia química e ausência de poluentes derivados. A conversão direta de fótons provindos da luz solar em energia química, pela separação da água em seus componentes constituintes, hidrogênio e oxigênio, é frequentemente chamado de fotossíntese artificial. Os objetivos desta proposta são bastante desafiadores e pertinentes, centrada na geração de hidrogênio a partir do ponto de vista da ciência dos materiais. Os requisitos mais importantes para necessários para se obter um material eficiente para tal propósito são: a estabilidade química elevada, a capacidade de absorver a luz solar, a posição favorável banda de condução, a separação eficiente do par elétron/buraco e apto catalisar reações químicas. Iremos atender a esses requisitos versáteis, aplicando novos conceitos em nanofotônica, novos materiais e técnicas de deposição e de caracterização de reações químicas fundamentais sobre as superfícies dos nanomateriais. (AU)

Publicações científicas

(4)

(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)

TOFANELLO, ARYANE; FREITAS, ANDRE L. M.; CARVALHO, JR., WALDEMIR M.; SALMINEN, TURKKA; NIEMI, TAPIO; SOUZA, FLAVIO L.. Hematite Surface Modification toward Efficient Sunlight-Driven Water Splitting Activity: The Role of Gold Nanoparticle Addition. Journal of Physical Chemistry C, v. 124, n. 11, p. 6171-6179, MAR 19 2020. (14/50516-6, 16/01000-2)

CARVALHO, JR., WALDEMIR M.; SOUZA, FLAVIO L.. Hematite Surface Activation by Chemical Addition of Tin Oxide Layer. ChemPhysChem, v. 17, n. 17, p. 2710-2717, SEP 5 2016. (13/05471-1, 13/07296-2, 11/19924-2, 14/50516-6)

FREITAS, ANDRE L. M.; CARVALHO, JR., WALDEMIR M.; SOUZA, FLAVIO L.. Enhanced water oxidation efficiency of hematite thin films by oxygen-deficient atmosphere. Journal of Materials Research, v. 30, n. 23, p. 3595-3604, DEC 14 2015. (14/50516-6, 14/11736-0, 11/19924-2, 13/07296-2)

FREITAS, ANDRE L. M.; SOUZA, FLAVIO L.. Synergetic effect of Sn addition and oxygendeficient atmosphere to fabricate active hematite photoelectrodes for light- induced water splitting. Nanotechnology, v. 28, n. 45, NOV 10 2017. (14/11736-0, 14/50516-6, 13/07296-2)