Uso de excitações plasmônicas para aprimoramento em eletrocatálise

• Processo: 21/12793-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Susana Inés Córdoba de Torresi
• Beneficiário: Lucas Dias Germano
• Supervisor: Prashant K. Jain
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/22845-6 - Nanoestruturas controladas a base de hidróxidos metálicos e metais nobres aplicadas na reação eletrocatalítica de desprendimento de oxigênio, BP.DD
• Assunto(s): Eletroquímica Eletrocatálise Semicondutores Fenômenos físicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: electrocatalysis | hot carriers | noble metal nanoparticles | photothermal heating | plasmonics | semiconductors | Eletroquímica

Resumo

Este projeto se propõe a estudar a influência do fenômeno de ressonância plasmônica de superfície localizada de nanopartículas de metais nobres suportadas em semicondutores na eletrocatálise. Esse fenômeno físico é causado pela interação entre os elétrons da banda de condução e a radiação eletromagnética incidente, desencadeando uma oscilação coletiva de cargas nas superfícies das nanopartículas. Considerando as aplicações tecnológicas energéticas, os portadores excitados, que são os elétrons e buracos excitados pela energia absorvida da luz, podem participar de transformações químicas, como a oxidação da água (uma das reações desafiadoras para implementação da tecnologia de célula a combustível de hidrogênio), e também impulsionar reação eletroquímica, conforme mostrado no Prof. Jain's e outros laboratórios. Na literatura, não está claro por qual mecanismo os portadores gerados plasmonicamente influenciam a eletrocatálise. Portanto, o principal interesse deste projeto é investigar e compreender a influência das excitações plasmônicas e, possivelmente, medir a contribuição de vários processos mecanísticos, incluindo pares elétron-buraco, aquecimento local e fotopotenciais. Para atingir este objetivo, os nanocatalisadores híbridos serão compostos por nanopartículas de metais nobres (Au NPs) apoiadas em semicondutores (Cu2O e MnO2) para um modelo de reação, como a Reação de Evolução de Oxigênio. (AU)