Investigação de processos de transferência eletrônica para sistemas de conversão de energia baseados em Ru(II)/Re(I)

Resumo

Devido à sua versatilidade e combinação única de propriedades, compostos polipiridínicos de Ru(II) e Re(I) vêm sendo amplamente empregados em sistemas para conversão de energia solar, como em células solares sensibilizadas por corante (DSSCs) ou na redução fotocatalítica de CO2. A eficiência desses sistemas depende da estrutura molecular dos compostos de coordenação e das velocidades relativas de cada uma das várias reações de transferência eletrônica que podem ocorrer no processo de conversão de energia. O objetivo deste estágio de pesquisa no exterior é investigar processos de transferência eletrônica associados aos sistemas de conversão de energia que estão sendo investigados no projeto de pesquisa principal (2016/24020-9), ou seja, conversão de energia solar em energia elétrica ou química fotoassistida por compostos de coordenação polipiridínicos de Ru(II) e Re(I) utilizando técnicas resolvidas no tempo. Será investigado o efeito de mudanças no tamanho e no número de anéis aromáticos no ligante auxiliar de compostos tris-heterolépticos de Ru(II) cis-[Ru(R2-phen)(dcbH2)(NCS)2], R-phen = 1,10-fenantrolina ou derivado e dcbH2 = ácido 4,4-dicarboxílico-2,2-bipiridina, nas propriedades dos estados fundamental e excitado dos complexos e consequentemente na cinética dos processos de transferência eletrônica que ocorrem em DSSCs. Técnicas resolvidas no tempo também serão empregadas para investigar compostos de coordenação mononucleares de Re(I) e binucleares de Re(I)-Ru(II) como fotocatalisadores para redução de CO2 visando compreender relações entre estrutura, propriedades fotoquímicas e fotofísicas, atividade fotocatalítica e estabilidade. O efeito da imobilização dos fotocatalisadores sobre a superfície de óxidos nos processos de transferência eletrônica também serão investigados com o auxílio de técnicas resolvidas no tempo. Relações entre modificações na estrutura das moléculas, suas propriedades e as velocidades e eficiências dos processos de transferência eletrônica serão estabelecidas. Espera-se que esta investigação forneça informações para a compreensão dos efeitos que governam esses sistemas e para desenvolver novos compostos de coordenação para alcançar maiores eficiências e estabilidade. (AU)