Estudo de fotoeletrodos de Ag-Bi2O3 para aplicação na geração de hidrogênio solar

• Processo: 22/01901-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Argemiro Soares da Silva Sobrinho
• Beneficiário: Helen Caroline de Souza Barros
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Geração de energia Atividade catalítica Estabilidade química Hidrogênio Luz solar Propriedades físicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bi2O3 | co-catalisadores | fotoeletroquímica | H2 combustível | luz solar | Geração de Energia

Resumo

Um dos principais desafios atualmente enfrentados pela humanidade é a busca de fontes de energia livres de carbono, ou seja, limpas, sustentáveis e renováveis. Dentre as possíveis alternativas, a utilização de H2 molecular como combustível se destaca tanto pela sua maior eficiência em relação aos derivados de petróleo, quanto por ser ecologicamente sustentável. Entretanto, uma vez que o processo de geração do H2 também precisa ser limpo, eficiente e economicamente viável, atualmente muitos grupos de pesquisa ao redor do mundo buscam estudar e aperfeiçoar técnicas que satisfaçam esses requisitos. A produção fotoeletroquímica (PEC) de H2 combustível por meio de processos de reação de oxidação da água (ROA) utilizando a luz solar é um dos métodos com maior potencial de aplicações práticas. No entanto, alguns desafios ainda necessitam ser superados a fim de que esta tecnologia seja aplicada em larga escala. Dentre estes, se destaca a busca de novos materiais a serem utilizados como fotoânodo em células PEC. Neste contexto, os óxidos metálicos da família A2O3 são materiais utilizados em uma grande variedade de aplicações devido à suas propriedades excepcionais, como alta estabilidade química, mecânica e térmica, além de apresentarem um significativo potencial tecnológico devido às suas aplicações em optoeletrônica e fotônica. Dentre estes óxidos, o Bi2O3 é conhecido por ser um composto não-tóxico e não-cancerígeno, com um bandgap entre 2,0-2,8 e V, além de apresentar alta atividade catalítica. Entretanto, ainda existe uma escassez de trabalhos na literatura estudando seu potencial como fotoeletrodo no processo PEC e sua capacidade de gerar H2 via processos de ROA. Desta forma, com o intuito de contribuir na busca de um fotocatalisador ideal para ser utilizado como fotoeletrodo na produção de H2 via processos PEC, neste trabalho propõe a realização de um estudo sistemático focado na síntese e caracterização de filmes de Ag-Bi2O3. O objetivo do estudo é avaliar como os parâmetros de síntese e crescimento dos fotoeletrodos influencia em suas propriedades físicas e química e, consequentemente investigar como estas propriedades interferem na produção de H2 via processos PEC.(AU)