Compósitos de ligações de níquel/semicondutores para a produção de hidrogênio verde mediante a separação fotoeletroquímica de água

• Processo: 25/00167-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Konrad Eiler
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química (IQ)
• Vinculado ao auxílio: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país, AP.PCPE
• Assunto(s): Eletrodeposição Nanopartículas Reação de desprendimento de hidrogênio Separação da água Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrodeposição | Fotoeletrocatálisis | Nanopartículas | Reação de desprendimento de hidrogênio | Separação de água | Eletroquímica

Resumo

Neste projeto pretende-se desenvolver novos compósitos para atuarem como catalisadores na separação fotoeletroquímica de água. Estes compósitos serão obtidos por eletrodeposição de nanopartículas de NiX (nos quais X corresponde a um o mais dos elementos: Cu, Co, Fe, Mn, Mo, Pt ou W.), sobre substratos semicondutores inorgânicos. Espera-se que as propriedades semicondutoras do substrato aliadas a presença das nanopartículas garantam uma conversão mais eficiente de luz e diminuam a taxa de recombinação dos pares elétron/lacuna e promovam a separação da molécula de água por meio da reação de desprendimento de hidrogênio (RDH) e da reação de desprendimento de oxigênio (RDO). O projeto enfocará na otimização da síntese das nanopartículas em termos do tamanho das nanopartículas, distribuição, grau de recobrimento da superfície e composição quando de tratar de NiX buscando uma eficiência maximizada na taxa de produção de hidrogênio. As nanopartículas serão caracterizadas principalmente por microscopia eletrônica de varredura e transmissão (SEM e TEM) difração de raios-X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e serão usadas técnicas de espectroscopia por energia dispersiva (EDX) e plasma por acoplamento indutivo (ICP) para a análise química. Para a avaliação eletrocatalítica RDH e RDO serão investigados, dependente da adequação do sistema, em meio alcalino, ácido ou neutro, incluído a água do mar, mediante voltametria linear (VL), espetroscopia eletroquímica de impedância (EIS), e cronopotenciometria, para ensaios de estabilidade. Finalmente, ensaios fotoeletroquímicos para a separação de água serão empregados usando radiação solar artificial.