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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2012
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2013
Área do 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):Filmes finos   Fontes alternativas de energia   Hidrogênio

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 boa 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.