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Análise in situ de intermediários superficiais em fotoanodos de (W)BiVO4/WO3 utilizando uma abordagem combinada de microscopia de varredura eletroquímica

Processo: 19/00904-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Vigência (Início): 01 de maio de 2019
Vigência (Término): 31 de outubro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Juliana dos Santos de Souza
Beneficiário:Bárbara Scola Rodrigues
Supervisor no Exterior: Joaquin Rodriguez Lopez
Instituição-sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:17/26633-0 - Síntese assistida por micro-ondas de nanoestruturas de vanadato de bismuto e óxido de tungstênio com aplicação no desproporcionamento fotoeletroquímico da água, BP.MS
Assunto(s):Fotoquímica

Resumo

Hidrogênio é considerado o combustível do futuro, por esta razão, o desenvolvimento de dispositivos capazes de gerar esta espécie é particularmente interessante. Dentre as estratégias possíveis para atingir este objetivo, o desenvolvimento de fotoanodos para o desproporcionamento fotoeletroquímicos da água, visando obter H2 e O2, utilizando luz solar como fonte de energia tem surgido como uma plataforma fundamental e atraente para criar energia renovável. Óxidos semicondutores tem sido largamente empregados no desenvolvimento deste tipo de dispositivo, com interesse especial naqueles que são capazes e absorver a componente visível do espectro eletromagnético, que compõe a porção majoritária da luz solar. Vanadato de Bismuto (BiVO4) e BiVO¬4 dopado com tungstênio (WBiVO4) são materiais extremamente promissores, devido a suas propriedades físico-químicas e baixa energia de band-gap (~ 2,4 eV). Óxido de tungstênio também é muito adequado, visto que exibe energia de band gap de aproximadamente 2,8 eV. Entretanto, estes dois materiais exibem propriedades que limitam sua aplicabilidade para o desproporcionamento fotoeletroquímico da água. Por outro lado, a heterojunção (W)BiVO4/WO3 exibe um efeito sinérgico que mitiga estas deficiências tornado este material quase ideal para o desproporcionamento fotoeletroquímico da água. Contudo, o mecanismo fotoeletrquímico parece ser dependente das propriedades da heterojunção, que afeta as espécies superficiais geradas durante a operação.Sendo assim, o presente projeto tem como objetivo elucidar as diferenças nos mecanismos fotocatalíticos das heterojunções de (W)BiVO4/WO3 com diferentes morfologias, quantidade de dopante e proporção BiVO4/WO3, utilizando condições in situ e in operando. Estes experimentos serão conduzidos utilizando microscopia de varredura eletroquímica (SECM) e titulação superficial por microscopia de varredura eletroquímica (SI-SECM) combinada a irradiação de luz e espectroscopia Raman.