Desvendando o efeito do tamanho e da composição sobre a atividade fotoeletrocatalítica de sistemas híbridos contendo CuO e nanopartículas plasmônicas

• Processo: 21/08184-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Hugo Leandro Sousa dos Santos
• Supervisor: Pedro Henrique Cury Camargo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Helsinki, Finlândia
• Vinculado à bolsa: 19/26860-2 - Síntese e modificação de filmes nanoestruturados de CuO/Ga2O4 e Cu2O/Ga2O4 aplicados na produção de H2 pela redução fotoeletroquímica da água, BP.DR
• Assunto(s): Óxido de cobre Nanopartículas Fotoeletroquímica Conversão de energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Copper oxide | nanoparticles | Photoelectrochemistry | Plasmonic effect | Water splitting | Eletroquímica / fotoeletroquímica

Resumo

A conversão de energia solar em química usando tecnologias de baixo custo, como reatores fotoquímicos e células fotoeletroquímicas (PEC), tem sido intensamente estudada. O óxido cúprico (CuO) tem atraído considerável atenção devido à sua alta abundância, fácil síntese, baixa toxicidade e suas propriedades semicondutoras. Embora este material tenha algumas boas características como fotocatalisador, como baixo preço, estrutura de banda adequada para redução de água e CO2 e bandgap que permite a absorção de luz visível, o CuO possui alta recombinação de portadores de carga e baixa estabilidade que limitam sua aplicação como fotocátodos para reações fotoeletroquímicas. A funcionalização das nanoestruturas de CuO com cocatalisador e nanopartículas plasmônicas (NPs) é uma boa forma de contornar essas deficiências. Esses NPs atuam como um componente adicional para a captura de luz visível devido à sua ressonância plasmônica de superfície. Neste contexto, este projeto envolve a síntese de materiais híbridos contendo CuO e nanopartículas plasmônicas de Au e MoO3-x para aplicações em fotoeletrocatálise plasmônica. Portanto, o projeto está focado na investigação das relações de desempenho da estrutura com base no tamanho dos NPs plasmônicos e na composição dos sistemas híbridos. A proposta abrangerá atividades envolvendo a síntese e caracterização desses nanomateriais, bem como a investigação sistemática de seus desempenhos eletrocatalíticos plasmônicos. Este projeto será realizado na Universidade de Helsinque sob a supervisão do prof. Pedro H. C. Camargo, que possui forte expertise nas áreas de síntese, caracterização e estudos de nanomateriais plasmônicos envolvendo fotocatálise plasmônica. (AU)