Estudo das propriedades eletrônicas e estruturais das junções SrTiO3/Fe2TiO5, SrTiO3/BiVO4 e SrTiO3/CuWO4 para a formação de sistemas tandem para a produção de hidrogênio a partir da água e luz solar

• Processo: 18/11059-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Renato Vitalino Gonçalves
• Beneficiário: Higor Andrade Centurion
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/18716-3 - Fotossíntese artificial: desenvolvimento de sistemas Tandem para a produção de hidrogênio combustível a partir da água e luz solar, AP.JP
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Semicondutores Água Luz solar Hidrogênio Pulverização catódica Fotossíntese artificial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Energia Solar | Hidrogênio | Junções Tandem | Nanomateriais | Pulverização Catódica | semicondutores | Física de superfícies

Resumo

Nesta proposta de pesquisa, serão estudadas as propriedades estruturais e morfológicas dos materiais SrTiO3, Fe2TiO5, BiVO4 e CuWO4 para a formação de junções Tandem do tipo SrTiO3/Fe2TiO5, SrTiO3/BiVO4 e SrTiO3/CuWO4 aplicadas na fotossíntese artificial em suspensão para a geração de hidrogênio combustível a partir da água e luz solar. SrTiO3 será sintetizado via reação hidrotermal, objetivando a obtenção de nanocubos com até 100 nm de arestas, faces planas e elevada área de superfície. A técnica de pulverização catódica será utilizada para a deposição de nanopartículas de Fe2TiO5, BiVO4 e CuWO4 sobre a superfície dos nanocubos de SrTiO3 para a formação de junções Tandem. Pulverização catódica é um método físico (PVD) que não utiliza agentes redutores, surfactantes ou estabilizados, que é altamente desejado para a formação de junções em dois semicondutores. Assim, este plano de trabalho para o candidato a Doutorado Direto (DD) concentra-se no desenvolvimento de junções Tandem e estudo das propriedades eletrônica e de superfície, a fim de alcançar elevada atividade fotocatalíticas na fotossíntese artificial para a geração de H2 a partir da água e luz solar. Além disso, o cadidato a DD fará estudos detalhados das propriedades estruturais e eletrônica de superfície dos materiais para a construção do diagrama de energias e, estudo da atividade fotocatalítica para a geração de hidrogênio via reação da fotossíntese artificial em um sistema em suspensão. (AU)

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)

CENTURION, HIGOR A.; RABELO, LUCAS G.; RODRIGUEZ-GUTIERREZ, INGRID; FERRER, MATEUS M.; BETTINI, JEFFERSON; WENDER, HEBERTON; ROSSI, LIANE M.; SOUZA, FLAVIO L.; GONCALVES, RENATO, V. Constructing Particulate p-n Heterojunction Mo:SrTiO3/NiO@Ni(OH)(2) for Enhanced H-2 Evolution under Simulated Solar Light. ACS APPLIED ENERGY MATERIALS, v. 5, n. 10, p. 12-pg., 2022-10-12. (17/18716-3, 20/15230-5, 18/11059-0, 14/50279-4)

CENTURION, HIGOR A.; MELO, MAURICIO A.; RABELO, LUCAS G.; ALVES, GUSTAVO A. S.; SANTA ROSA, WASHINGTON; RODRIGUEZ-GUTIERREZ, INGRID; SOUZA, FLAVIO L.; GONCALVES, RENATO V.. Emerging trends of pseudobrookite Fe2TiO5 photocatalyst: A versatile material for solar water splitting systems. Journal of Alloys and Compounds, v. 933, p. 18-pg., 2023-02-05. (18/11059-0, 14/50279-4, 17/18716-3, 20/15230-5)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CENTURION, Higor Andrade. Fotocatalisadores baseados em titanato de estrôncio para produção de hidrogênio verde através da fotólise da água: estudo da dopagem com molibdênio e formação de junções p - n. 2023. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC/BT) São Carlos.