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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 maio de 2025
Data de Término da vigência: 30 de abril 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. (AU)

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