Efeito de nanopartículas metálicas nas propriedades fotoeletrocatalíticas de eletrodos de hematita

• Processo: 16/01000-2
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de abril de 2018
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Flavio Leandro de Souza
• Beneficiário: Aryane Tofanello de Souza
• Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/19924-2 - Estudo e desenvolvimento de novos materiais avançados: eletrônicos, magnéticos e nanoestruturados: uma abordagem interdisciplinar, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/01977-4 - Efeito de nanopartículas metálicas nas propriedades fotoeletrocatalíticas de eletrodos de hematita, BE.EP.PD
• Assunto(s): Nanociência

Resumo

Esse projeto de pós-doutoramento está centrado na síntese e caracterização de fotocatalisadores de filmes finos de óxido de ferro na fase hematita funcionalizados com nanopartículas metálicas para aplicação em dispositivos para geração de hidrogênio a partir da fotoeletrólise da água. Tem como objetivo analisar as estratégias de síntese e deposição controlada de massa de hematita e nanopartículas metálicas, quantificando a parcela de luz absorvida, a geração de fotocorrente e consequentemente demonstrar a viabilidade do dispositivo. A proposta apresentada se articula com um projeto de colaboração internacional FAPESP-AKA proc. 2014/50516-6 (vigência até fevereiro de 2018) que tem como principal propósito melhorar o desempenho da fotossíntese artificial com o uso de nanomateriais em eletrodos de óxido de ferro. Neste sentido, o trabalho proposto aportará uma possibilidade de melhora da fotocorrente desses dispositivos por meio da sinergia do efeito dos plasmons das nanopartículas metálicas na superfície do filme fino de hematita. O uso de nanopartículas metálicas de tamanho e morfologia variados é considerado estratégico no que diz respeito à construção de células fotoeletroquímicas e dois fatores principais justificam sua utilização: a maior absorção óptica do espectro eletromagnético e a possibilidade de injeção e separação de carga assistida pelos plasmons superficiais, auxiliando na transferência de elétron do catalisador. É importante destacar que a originalidade da proposta centra-se na modulação da fotocorrente a partir das diferentes morfologias das nanopartículas (esférica, bastão e multifacetada) aliada à maneira como as propriedades plasmônicas serão inseridas no dispositivo.

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)

TOFANELLO, A.; DIAO, Z.; DJATOUBAI, E.; SU, J. Z.; SHEN, S. H.; SOUZA, F. L.; VAYSSIERES, L. Engineering hematite/plasmonic nanoparticle interfaces for efficient photoelectrochemical water splitting. Journal of Applied Physics, v. 128, n. 6 AUG 14 2020. Citações Web of Science: 0.

TOFANELLO, ARYANE; SHEN, SHAOHUA; DE SOUZA, FLAVIO LEANDRO; VAYSSIERES, LIONEL. Strategies to improve the photoelectrochemical performance of hematite nanorod-based photoanodes. APL Materials, v. 8, n. 4 APR 1 2020. Citações Web of Science: 0.

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. Citações Web of Science: 1.