Catalisadores de Rutênio Potencializados por Efeitos Plasmônicos para Eletrólise Eficiente da Água e Produção Sustentável de Hidrogênio

• Processo: 24/21220-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Pablo Sebastián Fernández
• Beneficiário: Katia Emiko Guima Menezes
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , 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): Nanopartículas de prata Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catalisadores de Rutênio | Hidrogênio verde | nanopartículas de prata | oxidação da água | Ressonância de Plasmon de Superfície Localizada (LSPR) | Técnicas in situ | Eletroquímica

Resumo

Uma abordagem promissora para a produção sustentável de hidrogênio é a eletrólise da água (water splitting). Para aplicações em larga escala, esse processo exige o desenvolvimento de catalisadores eficientes e estáveis, especialmente para a reação de evolução de oxigênio (OER) no ânodo. Os catalisadores anódicos mais comumente utilizados são baseados em metais nobres, especialmente irídio e rutênio, devido à sua eficácia. As pesquisas nessa área têm se concentrado na otimização desses materiais, ajustando suas propriedades de superfície, morfologia e tamanho, para melhorar o desempenho e reduzir a dependência de metais nobres de alto custo.Apesar dos avanços significativos, a OER ainda representa um dos principais obstáculos para alcançar uma produção de hidrogênio verde economicamente viável. Em resposta, nanopartículas metálicas, como as de prata e ouro, apresentam novas oportunidades para aprimoramento catalítico, pois podem aproveitar a luz visível por meio da ressonância de plasmon de superfície localizada (LSPR).Este projeto de pós-doutorado propõe a preparação de superfícies nanoestruturadas de Ag que maximizem o LSPR, seguidas pela deposição de quantidades controladas de Ru para aprimorar suas propriedades catalíticas na eletrólise da água. Esses compósitos passarão por testes eletroquímicos abrangentes em condições de luz e escuridão. Além disso, serão caracterizados antes, durante e após a eletrólise, utilizando uma gama de técnicas convencionais ex situ e avançadas in situ, incluindo difração de raios X, espectroscopia Raman e métodos baseados em luz síncrotron. Essa abordagem visa desvendar os mecanismos fundamentais envolvidos em escala microscópica, promovendo uma compreensão aprofundada da dinâmica reacional envolvida.