Produção de Peróxido de Hidrogênio Durante a Reação de Oxidação Foto-Eletroquímica da Água

• Processo: 22/02300-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Cristian Hessel de Oliveira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Peróxido de hidrogênio Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fotoanodos | fotoeletroquímica | peróxido de hidrogênio | Reação de Oxidação da água | Eletroquimica

Resumo

A importância do peróxido de hidrogênio (H2O2) tem crescido cada vez mais, não apenas por se tratar de um oxidante leve e favorável ao meio ambiente para a síntese orgânica e aplicações ambientais, mas também por ser um combustível líquido promissor. Substituir a via de 4 e- da reação de oxidação da água, com a consequente produção de O2, pela via de 2 e- com a produção de H2O2 no compartimento anódico de uma célula fotoeletroquímica (PEC) é muito interessante do ponto de vista econômico e ambiental, visto que esta mudança pode não apenas agregar valor ao novo produto gerado, mas também propor uma nova forma de produção do H2O2 por um método mais sustentável e limpo que o método da antraquinona atualmente utilizado. Contudo, a produção de H2O2 em PECs é um processo complexo, devido a possibilidade de oxidação do H2O2 gerado no fotoanodo, levando a perda de precisão quanto a real quantidade de peróxido formado durante o processo. Assim, a utilização de sensores eletroquímicos capazes de detectar as menores quantidades de peróxido produzidos diretamente na superfície do fotoanodo deve superar este problema. Desta forma, neste projeto pretende-se estudar a atividade para a reação de oxidação da água via rota de 2 e- e a real taxa de produção do H2O2 em alguns fotoanodos de óxidos metálicos já reportados na literatura como o WO3, BiVO4 e o CdS. Para a quantificação do H2O2 produzido sensores de Pt mesoporosa devem ser utilizados. Também pretende-se realizar um estudo da dependência da produção de H2O2 com o potencial, pH e a quantidade de fótons injetadas no semicondutor. Para finalizar, uma análise da deterioração dos fotoanodos após os ensaios fotoeletroquímicos também será realizado.