Efeito de nanopartículas metálicas nas propriedades fotoeletrocatalíticas de eletrodos de hematita

Resumo

Os fotoeletrodos de hematite (Fe2O3) são um candidato promissor para a produção de hidrogênio por meio da quebra da molécula da água devido ao seu band gap favorável, baixo custo e abundância na natureza. No entanto, sua fotoatividade é limitada pela baixa capacidade de absorção e mobilidade de portadores, pela cinética de oxidação lenta da água e pelo curto comprimento de difusão. Nanopartículas metálicas, como Au, Cu e Ag, exibem ressonâncias plasmônicas de superfície localizadas (LSPR) e são adequadas para melhorar as propriedades optoeletrônicas da hematita, em particular para filmes finos. Vários mecanismos têm sido propostos para explicar o aumento do desempenho fotoeletroquímico mediado pelo LSPR. O efeito sinérgico da combinação de fotoeletrodos de hematita modificada por nanopartículas metálicas é um passo importante para entender como a densidade de doadores é aumentada. No entanto, um dos principais problemas encontrados é a compreensão de cada mecanismo na interface de hematita / eletrólito modificado por nanopartículas metálicas nas reações de evolução de oxigênio. Para esclarecer as propriedades de transporte, a proposta deste estágio é avaliar a dinâmica de cargas fotogeradas por espectroscopia de absorção transiente (TAS), observando o mecanismo de transporte para fotoeletrodos de hematita pura e modificada e as implicações em suas interfaces. Os resultados obtidos serão diretamente aplicáveis a outros semicondutores com propriedades semelhantes à hematita e espera-se que sejam úteis na construção de outros fotoanodos otimizados, onde, por exemplo, a funcionalização de nanopartículas metálicas será combinada com dopagem e introdução de materiais nanoestruturados. (AU)