Estudo dos revestimentos de TiOxNy do foto-eletrodo de uma célula fotoeletroquímica aplicada para geração de hidrogênio a partir da água

• Processo: 12/03593-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2012
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Rodrigo Savio Pessoa
• Beneficiário: Wallace Randal de Moura
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50773-0 - Núcleo de excelência em física e aplicações de plasmas, AP.TEM
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Fontes alternativas de energia Filmes finos Hidrogênio Processos químicos Espectrofotometria Difração por raios X Microscopia eletrônica de varredura Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: célula fotoeletroquímica | Filmes finos | Hidrogênio | oxinitreto de titânio | Tecnologia de plasmas | Fontes Alternativas de Energia

Resumo

No contexto de diminuição dos recursos de energia fóssil e do aquecimento global, muita pesquisa tem sido focada em fontes de energia renovável. O trabalho de iniciação científica aqui proposto é focado nesta categoria, uma vez que contribui para o desenvolvimento de um dispositivo que armazena energia solar em um combustível químico: o hidrogênio. Este dispositivo é baseado na foto-eletrólise da água por uma célula fotoeletroquímica que produz hidrogênio e oxigênio sob iluminação da luz solar. O fotoeletrodo desta célula será baseado em um substrato de vidro recoberto com uma camada de condutor transparente (SnO2 dopado com flúor) mais filme fino semicondutor (TiO2 dopado com nitrogênio). Atualmente, a tecnologia de plasmas surge como uma alternativa para processamento de filmes finos, pois permite maior controle do processo, já que envolve vários parâmetros que podem ser alterados para se obter filmes com diferentes propriedades, além de garantir boas reprodutibilidade, diferentemente do que ocorre nos processos químicos convencionais. Neste trabalho pretende-se estudar e empregar filmes finos de TiO2 dopados com nitrogênio (TiOxNy) como fotoeletrodo de uma célula fotoeletroquímica. Estes serão crescidos utilizando a técnica de magnetron sputtering reativo e subsequentemente caracterizados quanto sua estrutura, morfologia e química por meio das técnicas de difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e de espectroscopia de energia dispersiva. Além disso, será realizada a análise ótica através da técnica de espectrofotometria para medir a transmitância e refletância dos filmes visando a determinação do gap ótico do material. Por fim, protótipos de células fotoeletroquímicas serão montadas usando como eletrólito a água e caracterizadas quanto a sua eficiência de geração de hidrogênio.(AU)