Entendendo o transporte de carga nas interfaces de fotoeletrodos de hematita

Resumo

Os fotoeletrodos de hematita têm sido investigados, sendo um bom material para converter a luz solar em energia química por quebra da molécula de água. A ampla absorção nos comprimentos de onda da região do visível e a estabilidade termodinâmica em condições aquosas confere uma grande eficiência esperada para esta aplicação. No entanto, o pobre transporte eletrônico e o curto tempo de vida das cargas fotogeradas impedem de se obter uma melhor resposta fotoeletroquímica. Neste caso, o projeto de doutorado tem se dedicado a usar diferentes abordagens, para superar as limitações mostradas e produzir eletrodos de hematita com alto desempenho, por meio de algumas estratégias, tais como modificação de superfície e incorporação de vacâncias de oxigênio durante o tratamento térmico. A principal proposta é compreender as propriedades de transporte na interface sólido-sólido e na interface sólido-líquido. Ao longo dos anos, algumas características foram determinadas para hematita por medidas eletroquímicas e fotoeletroquímicas produzidos em síntese hidrotermal, assistida por radiação de micro-ondas. Um efeito sinergético do uso de atmosfera deficiente em oxigênio e modificação de superfície com elementos intermetálicos deu um passo importante no entendimento de como se aumenta a densidade dos doadores. Neste caso, um dos maiores problemas encontrados é a compreensão da interface de hematita/eletrólito para as reações de evolução de oxigênio. A fim de esclarecer as propriedades de transporte, a proposta para este estágio propõe-se a avaliar as dinâmicas de transporte de cargas fotogeradas usando a espectroscopia de absorção transiente (TA) observando um mecanismo de transporte de fotoeletrodos de hematita puros e modificados e as implicações nas interfaces. Esta proposta será importante para complementar o estudo feito até agora pelo aluno e seu grupo. (AU)