Divisão de Pesquisa 1 - Portadores Densos de Energia

• Processo: 17/11986-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Vigência: 01 de agosto de 2018 - 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Convênio/Acordo: BG E&P Brasil (Grupo Shell)
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Ana Flávia Nogueira
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresas Sedes: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química (IQ); BG E&P Brasil Ltda
• Município: Rio de JaneiroCampinas
• Pesquisadores principais: Claudia Longo ; Ernesto Chaves Pereira de Souza ; Flavio Leandro de Souza
• Pesquisadores associados: André Luiz Barboza Formiga ; André Sarto Polo ; Arnaldo Naves de Brito ; Elton Fabiano Sitta ; Flavio Leandro de Souza ; Francisco das Chagas Marques ; Jilian Nei de Freitas ; Juliano Alves Bonacin ; Lucia Helena Mascaro Sales ; Marco Aurélio Liutheviciene Cordeiro ; Pablo Sebastián Fernández ; Raphael Nagao de Sousa ; René Alfonso Nome Silva
• Auxílios(s) vinculado(s): 19/22419-0 - Colaboração Brasil-Japão em eletrônica verde: estudo de células solares de perovskita sem chumbo, AP.R SPRINT; 19/23181-7 - Equipamento multiusuário aprovado no Projeto FAPESP 2017/11986-5: controlador de interface do microscópio de força atômica, AP.EMU; 19/16633-9 - Aumento da produção de hidrogênio induzida pela luz através de transformações orgânicas, AP.R SPRINT; 19/09838-3 - EMU concedido pelo Projeto FAPESP 2017/11986-5: sistema integrado de medidas fotoeletroquímicas, AP.EMU; 18/14296-2 - International Conference on Electron Spectroscopy and Structure (ICESS-14), AR.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/04724-2 - Design racional de ligantes para conversão de CO2 por compostos de coordenação, BP.PD; 21/05853-8 - Fotoeletrodos de difusão gasosa de tungstatos de cobre para aplicação na reação de redução de CO2 fotoassistida, BP.DD; 21/07459-5 - Controle das propriedades eletrônicas de nanoestruturas colunares de hematita por dupla inserção de elementos de transição para aplicação na quebra fotoeletrocatalítica da molécula de água, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 21/02678-0 - Estudos fundamentais na área de eletroquímica no nível de nanopartículas individuais usando técnicas baseadas em luz síncrotron, BP.DR; 20/14451-8 - De pequena para grande área: um estudo sistemático para o aumento de escala de células solares de perovskita, BP.PD; 20/07955-0 - Desenvolvimento e caracterização de células eletroquímicas microfluídicas para medidas de imageamento por difração coerente de Bragg in situ, BP.IC; 20/04406-5 - Células solares de perovskita a partir de fontes baratas, fáceis e verdes: uma abordagem sinérgica da síntese de novos materiais transportadores de buracos e do uso de solventes mais ecológicos, BP.DD; 20/04822-9 - Quebrando a complexidade da matéria usando espalhamento inelástico ressonante de raios-x: o papel de diferentes confôrmeros e suas respectivas dinâmicas nucleares, BP.PD; 19/13888-6 - Estudos fundamentais da interface eletrodo-solução em sistemas relevantes em (eletro)catálise, BP.MS; 19/00305-2 - Desenvolvimento de eletrocatalisadores de platina modificados por adátomos do bloco p para a conversão eletroquímica de glicerol em meio alcalino, BP.DR; 19/25765-6 - Experimentos in situ com SAXS e WAXS em síncrotron para estudar reações e mecanismos de formação de (nano)materiais de halogenetos de chumbo, BP.DR; 19/17170-2 - Estabilidade de filmes de perovskita: uma comparação entre perovskitas estabilizadas 2D e contendo rubídio estudada por técnicas de imagem e espectroscópicas, BP.PD; 19/08257-7 - Síntese e caracterização de materiais transportadores de buraco para células solares de perovskita, BP.MS; 19/01470-7 - Engenharia das Interfaces de Eletrodos de Hematita para Oxidação da Água Assistida pela Luz do Sol., BP.PD; 18/14699-0 - Células solares à base de perovskitas de bismuto e antimônio, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Eletroquímica Fotoeletroquímica Fotocatálise Fotoquímica Energia solar
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CO2 conversion into products | In situ | Materials and surfaces for photocatalysis | operando characterization of photoelectrodes | Photochemical cells | Solar driven heterogeneus photo catalysis | Eletroquimica
• Publicação FAPESP: https://media.fapesp.br/bv/uploads/pdfs/fapesp_uk_zyv6Z1q_158_159.pdf

Resumo

A Divisão de Portadores Densos de Energia consolidará expertise em processos de processamento de materiais, caracterização avançada e física de dispositivos semicondutores de LNNano / CNPEM com a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), a Universidade Federal do ABC (UFABC) e a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) em eletroquímica e fotoeletroquímica para desenvolver pesquisas de ponta no campo dos processos movidos a energia solar para sintetizar moléculas por meio de abordagem fotoeletroquímica. As moléculas oferecem as maiores densidades de energia quando comparadas a qualquer forma de armazenamento de eletricidade e, portanto, são chamadas de "Portadores Densos de Energia (DEC)". No entanto, a maioria das moléculas utilizadas como combustível hoje em dia são processadas por tecnologias não renováveis e não sustentáveis ou por tecnologias de biocombustíveis. Certamente, as rotas diretas para sintetizar moléculas com base na abordagem fotoeletroquímica são maneiras alternativas de serem exploradas para produzir combustível líquido de forma sustentável e "verde". Tendo em mente isso, o foco desta divisão de pesquisa é o desenvolvimento de rotas diretas e eficientes para sintetizar moléculas de produtos relevantes a partir de moléculas amplamente disponíveis no meio ambiente. Desta forma, pretendemos explorar as seguintes rotas para obter materiais de alta eficiência em relação à conversão de energia solar em moléculas: I) Compreender os materiais e os desafios de fabricação (por exemplo, filmes finos, impressão a jato de tinta, revestimentos e processo de deposição da camada atômica) II) Desenvolvimento de novos materiais e materiais nanoestruturados (por exemplo, eletrodos e catalisador estruturado) para conversão fotoelectroquímica III) Produção de H2, álcoois ou hidrocarbonetos de CO2 e água utilizando conversão eletroquímica e fotoeletroquímica em termos de nível de meta tecnológica (TRL), ou seja, em termos de maturidade tecnológica, a maioria dos nossos projetos de pesquisa está localizada em um nível classificado de 1 a 3. Pretendemos promover projetos que atingem TRL nível 3 para TRL nível 4 nos primeiros 5 anos de apoio financeiro. Esta será a tarefa mais importante do Coordenador de Transferência de Tecnologia (TTC), na divisão de inovação do nosso centro de pesquisa. A principal proposta é que a Divisão de Inovação atua como uma ponte entre pesquisa acadêmica e pesquisa industrial. A Divisão de Inovação procurará preencher a lacuna (em termos de TRL) entre pesquisa acadêmica e desenvolvimento industrial. A Divisão de Inovação promoverá também oficinas para demonstrar as tecnologias em desenvolvimento na divisão de pesquisa e workshops para discutir a implementação de políticas públicas de energia alternativa e renovável. Outro ponto importante da nossa proposta são as atividades que a Divisão de Educação e Divulgação do conhecimento implementará durante a duração do projeto. Basicamente, duas linhas de ação serão desenvolvidas no âmbito desta proposta: 1. Priorizar o tema das energias renováveis, principalmente relacionadas a rotas movidas a energia solar para sintetizar combustíveis líquidos; 2. Desenvolvimento de novos produtos e projetos específicos. As ações planejadas visarão diferentes segmentos do público, que vão desde a comunicação entre os próprios pesquisadores do Centro de Pesquisa em Novas Energias (CPEN) até os esforços direcionados aos estudantes (e professores) das escolas primárias e secundárias, incluindo a comunicação através dos principais meios de comunicação (através da imprensa Atividades de assessoria) e atividades voltadas ao público no início de sua educação universitária; Essas ações também irão lidar, concomitantemente, com os processos físicos e químicos elementares associados aos tópicos abordados e as aplicações mais avançadas a serem desenvolvidas durante as investigações, bem como com questões transversais como, em particular, questões ambientais. (AU)

Publicações científicas

(83)

(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)

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OLIVEIRA, GUILHERME H.; GALANTE, MIGUEL T.; MARTINS, THALYTA T.; DOS SANTOS, LEONARDO F. L. S.; ELY, FERNANDO; LONGO, CLAUDIA; GONCALVES, RENATO V.; MUNIZ, SERGIO R.; NOME, RENE A.. Real time single TiO2 nanoparticle monitoring of the photodegradation of methylene blue. Solar Energy, v. 190, p. 239-245, SEP 15 2019. (16/23430-9, 13/07276-1, 17/11986-5)

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BONATO, LUIZ G.; MORAL, RAPHAEL F.; NAGAMINE, GABRIEL; ALO, ARTHUR; GERMINO, JOSE C.; DA SILVA, DOUGLAS S.; ALMEIDA, DIOGO B.; ZAGONEL, LUIZ F.; GALEMBECK, FERNANDO; PADILHA, LAZARO A.; et al. Revealing the Role of Tin(IV) Halides in the Anisotropic Growth of CsPbX3 Perovskite Nanoplates. ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, MAY 2020. (14/50906-9, 18/15574-6, 17/11986-5, 16/02268-9, 13/16911-2)

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ALMORA, OSBEL; BARAN, DERYA; BAZAN, GUILLERMO C.; BERGER, CHRISTIAN; CABRERA, I, CARLOS; CATCHPOLE, KYLIE R.; ERTEN-ELA, SULE; GUO, FEI; HAUCH, JENS; HO-BAILLIE, ANITA W. Y.; et al. Device Performance of Emerging Photovoltaic Materials (Version 2). ADVANCED ENERGY MATERIALS, v. 11, n. 48, NOV 2021. (17/11986-5)

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GERMINO, JOSE CARLOS; SZOSTAK, RODRIGO; MOTTI, SILVIA G.; MORAL, RAPHAEL F.; MARCHEZI, PAULO E.; SELEGHINI, HEITOR S.; BONATO, LUIZ G.; DE ARAUJO, FRANCINEIDE LOPES; ATVARS, TERESA D. Z.; HERZ, LAURA M.; et al. Postpassivation of Multication Perovskite with Rubidium Butyrate. ACS PHOTONICS, v. 7, n. 8, p. 2282-2291, AUG 19 2020. (18/25801-0, 17/12582-5, 17/11986-5, 19/25765-6)

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SALOMAO, ARTHUR CORRADO; DOS SANTOS ARAUJO, MILENY; DOS SANTOS, HUGO LEANDRO SOUSA; MEDINA, MARINA; MASCARO, LUCIA HELENA; ANDRADE JUNIOR, MARCOS ANTONIO SANTANA. owards Highly Efficient Chalcopyrite Photocathodes for Water Splitting: The Use of Cocatalysts beyond P. CHEMSUSCHEM, v. 14, n. 21, SEP 2021. (19/26860-2, 17/15144-9, 13/07296-2, 20/09000-7, 17/12794-2, 17/11986-5, 14/50249-8)

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